JPH10105020A - プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 - Google Patents
プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置Info
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- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
- G03G15/09—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer using magnetic brush
- G03G15/0942—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer using magnetic brush with means for preventing toner scattering from the magnetic brush, e.g. magnetic seals
Abstract
に画質が向上したプロセスカートリッジ及び電子写真画
像形成装置を提供する。 【解決手段】 プロセスカートリッジが装置本体に装着
された際、カートリッジカップリング部材と本体カップ
リング部材とを嵌合させることにより、装置本体から電
子写真感光体を回転させるための駆動力を受けるように
する。また、電子写真感光体の駆動力伝達部材と、現像
ローラの駆動力受け部材とを係合することにより、電子
写真感光体から現像ローラを回転させるための駆動力を
受けるようにする。さらに、磁気シール部材201を現
像ローラ9cと間隙gを空けて設けることにより、現像
ローラ9cの長手方向に磁気シール部材201の磁力線
に沿ってトナーが広がることを防ぐことにより画質を向
上させるようにする。
Description
ジ及び電子写真画像形成装置に関し、特にプロセスカー
トリッジにおけるトナー漏れ防止及び電子写真感光体の
駆動に関するものである。
は、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体
(以下装置本体という)に着脱自在に装着しているもの
がある。ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真
画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するもので
ある。そして、このような電子写真画像形成装置として
は、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ(レーザ
ービームプリンタ、LEDプリンタ等)、電子写真ファ
クシミリ装置及び電子写真ワードプロセッサ等が含まれ
る。
電子写真画像形成装置は、帯電手段によって一様に帯電
させた電子写真感光体である感光体ドラムに画像情報に
応じた選択的な露光を行って潜像を形成した後、その潜
像を現像手段によってトナーを用いて現像してトナー像
を形成し、この後、感光体ドラムに形成したトナー像を
転写手段によって記録媒体に転写して画像形成を行う構
成となっている。
せるために、種々の方法が考えられてきた。その一つの
方法は、米国特許第5023660号公報に記載されて
いる通り、本体に設けられたギヤの側面に固設されたビ
ンを、感光体ドラムに設けられたギヤの側面に設けられ
た凹部に嵌合させて感光体ドラムを回転させる方法であ
る。
35号公報に記載されている通り、本体に設けられたは
す歯ギヤと感光体ドラムに設けられた、はす歯ギヤとを
嵌合させて感光体ドラムを回転させる方法である。
るプロセスカートリッジは、帯電手段、現像手段又はク
リーニング手段と感光体ドラムとを一体的にカートリッ
ジ化し、このカートリッジを装置本体に対して着脱可能
とするものである。なお、このプロセスカートリッジと
しては、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少な
くとも1つと感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化
し、このカートリッジを装置本体に対して着脱可能とす
る構成のものもある。また、少なくとも現像手段と感光
体ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカートリ
ッジを装置本体に対して着脱可能とする構成のものもあ
る。
方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによ
らずに、ユーザ自身で行うことができるので、格段に操
作性を向上させることができる。そのため、このプロセ
スカートリッジ方式は、画像形成装置において広く用い
られている。
内蔵された現像手段(現像装置)においては、回転する
現像剤担持体(現像ローラ)の両端部に、現像領域外に
トナーが流出するのを防止するためのシール部材が設け
てある。従来、このトナーの流出を防ぐシール部材には
フェルトや発泡ゴムなどの弾性体が広く利用されてい
る。
従来のプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置
において、前記公報に記載された技術は、いずれも感光
体ドラムに回転力を伝達する構成としては非常に有効な
ものであり、又トナー流出防止手段は古くから使用され
てきた非常に有効な技術である。
を更に発展させ、確実に感光体ドラム(電子写真感光
体)に駆動力を伝えることができると共に、画質が向上
したプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を
提供することを目的とするものである。
形成装置の本体に着脱可能なプロセスカートリッジにお
いて、電子写真感光体と、プロセスカートリッジが前記
装置本体に装着された際、前記装置本体から前記電子写
真感光体を回転させるための駆動力を受けるために、前
記装置本体に設けられた本体カップリング部材と嵌合す
る、電子写真感光体の軸線と同軸線上に設けられたカー
トリッジカップリング部材と、前記電子写真感光体に形
成された潜像を現像するために、前記電子写真感光体へ
トナーを供給するための現像ローラと、前記電子写真感
光体の駆動力を前記現像ローラへ伝達するために、前記
電子写真感光体の長手方向の一端に配置された駆動力伝
達部材と、前記電子写真感光体から前記現像ローラを回
転させるための駆動力を受けるために、前記駆動力伝達
部材と係合して設けられた、前記現像ローラの長手方向
の一端に配置された駆動力受け部材と、前記現像ローラ
の長手方向から前記トナーが漏れるのを防止するため
に、前記現像ローラと間隙を空けて設けられた磁気シー
ル部材と、を有することを特徴とするものである。
面が多角形の穴を有する凹部材であり、また前記カート
リッジカップリング部材は前記穴と嵌合する多角柱の突
起であることを特徴とするものである。
と、前記モータからの駆動力を受けるための装置本体ギ
ヤとが設けられており、前記カップリング部材の穴は前
記装置本体ギヤの中央部に設けられていることを特徴と
するものである。
は、断面が多角形のねじれた穴であり、また前記多角柱
の突起はねじれた多角柱の突起であることを特徴とする
ものである。
は断面が略三角形であり、また前記多角柱の突起は略三
角柱であることを特徴とするものである。
は断面が略三角形のねじれた穴であり、また前記多角柱
の突起はねじれた略三角柱であることを特徴とするもの
である。
は断面が略三角形のねじれた穴であり、また前記多角柱
の突起はねじれていない略三角柱であることを特徴とす
るものである。
はねじれた穴を有しており、また前記カートリッジカッ
プリング部材は略三角板であることを特徴とするもので
ある。
力受け部とは、はす歯ギヤであり、前記はす歯ギヤのモ
ジュールは0.4〜0.6であることを特徴とするもの
である。
あり、前記磁気シール部材を前記現像ローラの長手方向
の一端側と他端側とに配置することにより、前記磁性ト
ナーがプロセスカートリッジの外部に漏れ出るのを防止
することを特徴とするものである。
部に円筒形状を持つ形状であることを特徴とするもので
ある。
は、約1000〜2000ガウスであることを特徴とす
るものである。
であり、前記磁気シール部材は、前記現像ローラとの間
に磁性粉の帯び(カーテン)を形成することにより、前
記非磁性トナーがプロセスカートリッジの外部に漏れ出
るのを防止することを特徴とするものである。
ドラムを帯電するための帯電部材を有することを特徴と
するものである。
ドラムに残留するトナーを除去するためのクリーニング
部材を有することを特徴とするものである。
リッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成する
ための電子写真画像形成装置において、モータと、前記
モータからの駆動力を受けて回転する本体カップリング
部材と、電子写真感光体と、プロセスカートリッジが前
記装置本体に装着された際、前記装置本体から前記電子
写真感光体ドラムを回転させるための駆動力を受けるた
めに、前記装置本体に設けられた前記本体カップリング
部材と嵌合する、電子写真感光体の軸線と同軸線上に設
けられたカートリッジカップリング部材と、前記電子写
真感光体に形成された潜像を現像するために、前記電子
写真感光体へトナーを供給するための現像ローラと、前
記電子写真感光体の駆動力を前記現像ローラへ伝達する
ために、前記電子写真感光体の長手方向の一端に配置さ
れた駆動力伝達部材と、前記電子写真感光体から前記現
像ローラを回転させるための駆動力を受けるために、前
記駆動力伝達部材と係合して設けられた、前記現像ロー
ラの長手方向の一端に配置された駆動力受け部材と、前
記現像ローラの長手方向から前記トナーが漏れるのを防
止するために、前記現像ローラと間隙を空けて設けられ
た磁気シール部材と、を有するプロセスカートリッジを
取りはずし可能に装着するための装着手段と、前記記録
媒体を搬送するための搬送手段と、を有することを特徴
とするものである。
面が多角形の穴を有する凹部材であり、また前記カート
リッジカップリング部材は前記穴と嵌合する多角柱の突
起であることを特徴とするものである。
ータからの駆動力を受けるための装置本体ギヤが設けら
れており、前記カップリング部材の穴は前記装置本体ギ
ヤの中央部に設けられていることを特徴とするものであ
る。
は断面が多角形のねじれた穴であり、また前記多角柱の
突起はねじれた多角柱の突起であることを特徴とするも
のである。
は断面が略三角形であり、また前記多角柱の突起は略三
角柱であることを特徴とするものである。
は断面が略三角形のねじれた穴であり、また前記多角柱
の突起はねじれた略三角柱であることを特徴とするもの
である。
線と同軸線上にカートリッジカップリング部材を設ける
と共に、プロセスカートリッジが装置本体に装着された
際、このカートリッジカップリング部材と装置本体に設
けられた本体カップリング部材とを嵌合させることによ
り、装置本体から電子写真感光体を回転させるための駆
動力を受けるようにする。また、電子写真感光体の長手
方向の一端に駆動力伝達部材を、また電子写真感光体に
形成された潜像を現像するために電子写真感光体へトナ
ーを供給する現像ローラの長手方向の一端に駆動力受け
部材を配置すると共に、これら駆動力伝達部材と駆動力
受け部材とを係合することにより、電子写真感光体から
現像ローラを回転させるための駆動力を受けるようにす
る。そして、このように構成することにより、本体装置
からの駆動力を確実に伝えることができると共に、本体
装置からの駆動力を受ける電子写真感光体の駆動力伝達
部材への負荷を軽減し、電子写真感光体の回転精度を向
上させ、これにより画質を向上させることができる。
隙を空けて設けることにより、現像ローラの長手方向に
磁気シール部材の磁力線に沿ってトナーが広がることを
防ぐと共に磁力線に沿って、容器開口部内側に堆積する
トナーに起因する画像端部の濃度低下を防止する。
心と電子写真感光体ドラムに設けられたカップリングの
中心を一致させ得たカップリングと、現像ローラと間隙
を空けて設けた磁気シール部材とにより、感光体ドラム
ギヤへの負荷を大幅に低減し、これにより感光体ドラム
ギヤと、現像ローラギヤのモジュールを大幅に低減させ
る。さらに、このように感光体ドラムギヤと、現像ロー
ラギヤのモジュールを大幅に低減させることにより、感
光体ドラムと現像ローラの回転精度を向上させ、大幅に
画質を向上させるようにする。
に従って詳細に説明する。
明する。以下の説明において、プロセスカートリッジB
の短手方向とは、プロセスカートリッジBを装置本体1
4へ着脱する方向であり、記録媒体の搬送方向と一致し
ている。またプロセスカートリッジBの長手方向とは、
プロセスカートリッジBを装置本体14へ着脱する方向
と交差する方向(略直交する方向)であり、記録媒体の
表面と平行であり、旦っ、記録媒体の搬送方向と交差
(略直交)する方向である。又、プロセスカートリッジ
に関し左右とは記録媒体の搬送方向に従って記録媒体を
上から見て右又は左である。
写真画像形成装置(レーザービームプリンタ)の構成説
明図、図2はその外観斜視図である。また図3〜図8は
本発明の実施の形態を適用したプロセスカートリッジに
関する図面である。
図4はその外観の概略を図示した外観斜視図、図5はそ
の右側面図、図6はその左側面図、図7はそれを上方
(上面)から見た斜視図、図8はプロセスカートリッジ
を裏返して上方から見た斜視図である。また以下の説明
において、プロセスカートリッジBの上面とは、プロセ
スカートリッジBを装置本体14へ装着した状態で上方
に位置する面であり、下面とは下方に位置する面であ
る。 (電子写真画像形成装置A及びプロセスカートリッジ
B)まず、図1及び図2を用いて、本発明の実施の形態
を適用する電子写真画像形成装置としてのレーザービー
ムプリンタAについて説明する。また図3にプロセスカ
ートリッジBの側断面図を示す。
示すように、電子写真画像形成プロセスによって記録媒
体(例えば、記録紙、OHPシート、布等)に画像を形
成するものである。そして、ドラム形状の電子写真感光
体である感光体ドラムにトナー像を形成する。詳しく
は、帯電手段によって感光体ドラムに帯電を行い、次い
でこの感光体ドラムに光学手段から画像情報に応じたレ
ーザ光を照射して前記感光体ドラムに画像情報に応じた
潜像を形成する。この後、この潜像を現像手段によって
現像してトナー像を形成する。そして、前記トナー像の
形成と同期して、給紙カセット3aにセットした記録媒
体2をピックアップローラ3b、搬送ローラ対3c,3
d及びレジストローラ対3eで反転搬送する。
前記感光体ドラム7に形成したトナー像を転写手段とし
ての転写ローラ4に電圧を印加することによって記録媒
体2に転写する。その後、トナー像の転写を受けた記録
媒体2を搬送ガイド3fで定着手段5へと搬送する。こ
の定着手段5は駆動ローラ5c及びヒータ5aを内蔵す
る定着ローラ5bを有する。そして、通過する記録媒体
2に熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を定着す
る。この後、この記録媒体2を排出ローラ対3g,3
h,3iで搬送し、反転経路3jを通して排出トレイ6
へと排出する。この排出トレイ6は画像形成装置Aの装
置本体14の上面に設けられている。なお、揺動可能な
フラッパ3kを動作させ、排出ローラ対3mによって反
転経路3jを介することなく記録媒体2を排出すること
もできる。本実施の形態においては、前記ピックアップ
ローラ3b、搬送ローラ対3c,3d、レジストローラ
対3e、搬送ガイド3f、排出ローラ対3g,3h,3
i及び排出ローラ対3mによって搬送手段3を構成して
いる。
3乃至図8に示すように、感光層7e(図11参照)を
有する感光体ドラム7を回転し、その表面を帯電手段で
ある帯電ローラ8への電圧印加によって一様に帯電す
る。次いで光学系1からの画像情報に応じたレーザービ
ーム光を露光開口部1eを介して感光体ドラム7へ照射
して潜像を形成する。そして、この潜像をトナーを用い
て現像手段9によって現像する。すなわち、帯電ローラ
8は感光体ドラム7に接触して設けられており、感光体
ドラム7に帯電を行う。なお、この帯電ローラ8は、感
光体ドラム7に従動回転する。また、現像手段9は、感
光体ドラム7の現像領域へトナーを供給して、感光体ド
ラム7に形成された潜像を現像する。なお、光学系1
は、レーザーダイオード1a、ポリゴンミラー1b、レ
ンズ1c、反射ミラー1dを有している。
1A内のトナーをトナー送り部材9bの回転によって、
現像ローラ9cへ送り出す。そして、固定磁石を内蔵し
た現像ローラ9cを回転させると共に、現像ブレード9
dによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ロー
ラ9cの表面に形成し、そのトナーを感光体ドラム7の
現像領域へ供給する。そして、そのトナーを前記潜像に
応じて感光体ドラム7へ転移させることによってトナー
像を形成して可視像化する。ここで、現像ブレード9d
は、現像ローラ9cの周面のトナー量を規定すると共に
摩擦帯電電荷を付与するものである。また、この現像ロ
ーラ9cの近傍には、現像室内のトナーを循環させるト
ナー撹拌部材9eを回動可能に取り付けている。
極性の電圧を印加して感光体ドラム7に形成されたトナ
ー像を記録媒体2に転写した後に、クリーニング手段1
0によって感光体ドラム7上の残留トナーを除去する。
ここで、クリーニング手段10は、感光体ドラム7に当
接して設けられた弾性クリーニングブレード10aによ
って感光体ドラム7に残留したトナーを掻き落として廃
トナー溜め10bへ集める。
を収納するトナー容器(トナー収納部)11Aを有する
トナー枠体11と、現像ローラ9c等の現像手段9を保
持する現像枠体12とを結合する。そして、これに感光
体ドラム7、クリーニングブレード10a等のクリーニ
ング手段10及び帯電ローラ8を取付けたクリーニング
枠体13を結合して構成している。ここで、このプロセ
スカートリッジBは、操作者によって画像形成装置本体
14に着脱可能である。
報に応じた光を感光体ドラム7へ照射するための露光開
口部1e及び感光体ドラム7を記録媒体2に対向するた
めの転写開口部13nが設けてある。詳しくは、露光開
口部1eはクリーニング枠体13に投けられており、ま
た、転写開口部13nは現像枠体12とクリーニング枠
体13との間に構成される。
ッジBのハウジングの構成について説明する。
Bは、トナー枠体11と現像枠体12とを結合し、これ
にクリーニング枠体13を回動可能に結合して構成した
ハウジング内に前記感光体ドラム7、帯電ローラ8、現
像手段9及びクリーニング手段10等を収納してカート
リッジ化したものである。そして、このプロセスカート
リッジBを装置本体14に設けたカートリッジ装着手段
に対して取り外し可能に装着する。 (プロセスカートリッジBのハウジングの構成)本実施
の形態に係るプロセスカートリッジBは、前述したよう
にトナー枠体11と現像枠体12及びクリーニング枠体
13を結合してハウジングを構成しているが、次にその
構成について説明する。
11にはトナー送り部材9bを回動可能に取り付けてあ
る。また、現像枠体12には現像ローラ9c及び現像ブ
レード9dを取り付け、更に前記現像ローラ9cの近傍
には現像室内のトナーを循環させる撹拌部材9eを回動
可能に取り付けてある。またさらに、現像枠体12には
図3及び図19に示すように現像ローラ9cの長手方向
と対向して、前記現像ローラ9cと略平行にアンテナ棒
9hが取り付けられている。そして、前記トナー枠体1
1と現像枠体12を溶着(本実施の形態では超音波溶
着)して一体的な第二枠体としての現像ユニットD(図
13参照)を構成している。
14から取り外したときに感光体ドラム7を覆い、これ
を長時間光に晒される、あるいは異物との接触等から保
護するドラムシャッタ部材18をトナー現像ユニットに
取り付けている。
ように図3に示した転写開口部13nを開閉するシャッ
タカバー18aと、シャッターカバー18aを支持する
リンク18b,18cを備えている。このシャッタカバ
ー18aの長手方向の両端部で記録媒体2の搬送方向の
上流側で、図4、図5に示すように現像ホルダ40の穴
40gに右側のリンク18cの一端が枢着され、図6、
図7に示すように左側のリンク18cの一端はトナー枠
体11の下方枠体11bに設けたボス11hに枢着され
ている。
バー18aのプロセスカートリッジBの装着方向に関し
上流側に枢着されている。このリンク18cは金属線材
であり、シャッターカバー18aに枢着した部分はプロ
セスカートリッジBの両側間でつながっていて左右のリ
ンク18cは一体である。また、リンク18bはシャッ
タカバー18aの片側のみに設けられ、リンク18cを
枢着した位置とは記録媒体2の搬送方向の下流側の端に
おいてシャッタカバー18aに一端が枢着され、他端は
現像枠体12に設けたダボ12dに枢着されている。こ
のリンク18bは合成樹脂である。
り、シャッタカバー18a、トナー枠体11と現像枠体
12を併せた枠体を夫々リンクとする四節連鎖機構をな
している。両側のリンク18cに設けた側方へ突出する
突出部18c1は画像形成装置14のカートリッジ装着
スペースSの傍に設けた固設部材(不図示)と当接し、
プロセスカートリッジBの移動により、ドラムシャッタ
部材18を作動して、シャッターカバー18aを開くよ
うになっている。
b,18cからなるドラムシャッタ部材18は、ダボ1
2dに挿入され一端がリンク18bに係止され、他端が
現像枠体12に係止された不図示のねじりコイルばねで
シャッターカバー18aが転写開口都13nを覆うよう
に付勢されている。
ニング枠体13には感光体ドラム7、帯電ローラ8及び
クリーニング手段10の各部材を取り付けて第一枠体と
してのクリーニングユニットC(図12参照)を構成し
ている。
ニングユニットCを丸いピンの結合部材22によって互
いに回動可能に結合することによってプロセスカートリ
ッジBを構成する。即ち、図13に示すように、現像枠
体12の長手方向(現像ローラ9cの軸線方向)両側に
形成したアーム部19の先端には現像ローラ9cに平行
に丸い形状の回動穴20が設けてある(図13参照)。
側2箇所には前記アーム部19を進入するための凹部2
1が設けてある(図12参照)。この凹部21に前記ア
ーム部19を挿入し、結合部材22をクリーニング枠体
13の取付穴13eに圧入し、且つアーム部19端の回
動穴20に嵌入して更に内側の穴13eに圧入して取り
付けることにより、現像ユニットDとクリーニングユニ
ットCは結合部材22を中心に回動可能に結合される。
このときアーム部19の根本に立設した図示されないダ
ボに挿入して取り付けた圧縮コイルばね22aがクリー
ニング枠体13の凹部21の上壁に当り、この圧縮コイ
ルばね22aによって現像枠体12を下方へ付勢するこ
とにより、現像ローラ9cを感光体ドラム7へ確実に押
し付ける。
上壁は現像ユニットDとクリーニングユニットCを組付
ける際に上記圧縮コイルばね22aが非圧縮状態から圧
縮を次第に強めるように傾斜が付されている。従って、
図13に示すように現像ローラ9cの長手方向両端に現
像ローラ9cよりも大径のスペーサコロ9iを取り付け
ることにより、このコロ9iが感光体ドラム7に押し付
けられ、感光体ドラム7と現像ローラ9cとが一定間隔
(約300μm程度)をもって対向する。したがって、
現像ユニットDとクリーニングユニットCは結合部材2
2を中心にして互いに回動可能であり、そこで、圧縮コ
イルばね22aの弾性力によって、感光体ドラム7の周
面と、現像ローラ9cの周面の位置関係を保持すること
ができる。
現像枠体12に圧縮コイルばね22aを取り付けてある
ため、アーム部19根本以外へ圧縮コイルばね22aの
加圧力が及ばず、現像枠体12へ取り付けた部材をばね
座とするように、ばね座回りを特に強化しなくても、ア
ーム部19根本側は強度、剛性の大きい部分であるた
め、精度の推持に効果がある。
体12の結合構成については後に更に詳述する。 (プロセスカートリッジBのガイド手段の構成)次に、
プロセスカートリッジBを装置本体14に着脱する際の
ガイド手段について説明する。なおこのガイド手段につ
いては、図9、図10に示している。なお、図9はプロ
セスカートリッジBを装置本体Aに装着する方向(矢印
X)に見た場合(現像ユニットD側から見た場合)の左
側の斜視図である。図10はその右側の斜視図である。
面には、図4、図5、図6、図7に示すように、プロセ
スカートリッジBを装置本体14に着脱するときのガイ
ドとなるガイド手段が設けられている。該ガイド手段は
位置決め用ガイド部材としての円筒形ガイド13aR,
13aLと、着脱時の姿勢保持手段たるガイド部材とし
ての回り止めガイド13bR,13bLとにより構成さ
れている。
Rは中空の円筒状部材であり、回り止めガイド13bR
は前記円筒形ガイド13aRと一体成形であり、円筒形
ガイド13aRの円周から一体でほぼ放射方向へ突出し
ている。円筒形ガイド13aRには取付フランジ13a
R1が一体に設けられている。このように円筒形ガイド
13aR、回り止めガイド13bR、取付フランジ13
aR1を有する右側ガイド部材13Rは取付フランジ1
3aR1の小ネジ用穴を挿通して小ネジ13aR2をク
リーニング枠体13にねじ込み固定されている。クリー
ニング枠体13に固定された右側ガイド部材13Rの回
り止めガイド13bRは現像枠体12に固定された後述
の現像ホルダ40の側方へ延出するように現像枠体12
の側面側に配設されている。
穴13k1(図11参照)にドラム軸7aの拡径部7a
2が嵌合している。そしてクリーニング枠体13の側面
に突出する位置決めピン13cに嵌合して回転止めさ
れ、小ねじ13dでクリーニング枠体13に固定された
平板状のフランジ29に外方(図6の紙面に直交して手
前方向)へ向って円筒形ガイド13aLが突設されてい
る。このフランジ29の内部側には感光体ドラム7に嵌
入した平歯ギア7nを回転自在に支持する固定の前記ド
ラム軸7aを備えている(図11参照)。前記円筒形ガ
イド13aLとこのドラム軸7aは同軸である。このフ
ランジ29と、円筒形ガイド13aLと、ドラム軸7a
は一体、または一体的に金属材料、例えば鉄材で作られ
る。
から少し離れて円筒形ガイド13aLのほぼ放射方向に
細長い回り止めガイド13bLがクリーニング枠体13
の側方へ突出するようにクリーニング枠体13に一体に
成形されている。この回り止めガイド13bLがフラン
ジ29と干渉する部分はフランジ29が切り欠かれてこ
の回り止めガイド13bLの側方への突出高さは頂面が
回り止めガイド13bLの頂面とほぼ一致する程度であ
る。この回り止めガイド13bLは現像枠体12に固定
した現像ローラ軸受箱9vの側方へ延出されている。こ
のように左側ガイド部材13Lは金属製の円筒形ガイド
13aLと合成樹脂製の回り止めガイド13bLが分れ
て別部材で設けられている。
に設けられた規制当接部13jについて説明する。ここ
で上面とは、プロセスカートリッジBを装置本体14に
装着した際に、上方に位置する面である。
にクリーニングユニットCの上面13iであって、プロ
セスカートリッジ装着方向に対して直交する方向の右側
端13p及び左側端13qに各々規制当接部13jを設
けている。この規制当接部13jは、プロセスカートリ
ッジBを装置本体14に装着した際に、プロセスカート
リッジBの位置を規定するものである。すなわち、プロ
セスカートリッジBを装置画像形成本体14に装着した
際に、装置本体14に設けられた固設部材25(図9、
図10、図30参照)に前記規制当接部13iが当接し
て、プロセスカートリッジBは円筒形ガイド13aR,
13aLを中心とする回動位置が規定される。
述べる。装置本体14の開閉部材35を支点35aを中
心に図1において反時計回りに回動すると、装置本体1
4の上部が開放され、プロセスカートリッジBの装着部
が図9、図10のように見える。この開閉部材35を開
けた開口部から装置本体14の左右両側の内壁のプロセ
スカートリッジBの着脱方向から見て左側に図9、右側
に図10に示すようにガイド部材16R,16Lが夫々
設けられている。
には夫々プロセスカートリッジBの挿入方向の矢印Xか
ら見て前下りになるように斜設したガイド部16a,1
6cと、このガイド部16a,16cに夫々つながりプ
ロセスカートリッジBの円筒形ガイド13aR,13a
Lが丁度嵌入する半円形の位置決め溝16b,16dを
備えている。この位置決め溝16b,16dは周壁が円
筒形をしている。この位置決め溝16b,16dの中心
はプロセスカートリッジBを装置本体14に装着時プロ
セスカートリッジBの円筒形ガイド13aR,13aL
の中心と一致し従ってまた、感光体ドラム7の中心線と
も一致する。
カートリッジBの着脱方向から見て円筒形ガイド13a
R,13aLが遊嵌する幅を有する。円筒形ガイド13
aR,13aLの直径よりも夫々せまい幅をもつ回り止
めガイド13bR,13bLは当然ゆるく嵌まり込むが
円筒形ガイド13aR,13aL、回り止めガイド13
bR,13bLはガイド部16a,16cにより回動を
制約され、プロセスカートリッジBは一定範囲の姿勢を
保って装着される。
体14へ装着された状態においては、プロセスカートリ
ッジBの円筒形ガイド13aR,13aLが夫々ガイド
部材13R,13Lの位置決め溝16b,16dに嵌合
すると共にプロセスカートリッジBのクリーニング枠体
13先端左右の規制当接部13iが装置本体14の固設
部材25に当接するようになっている。
ガイド13aR,13aLの中心を結ぶ中心線のクリー
ニングユニットC側と現像ユニットD側ではこの中心線
を水平に保つと現像ユニットD側がクリーニングユニッ
トC側よりも大きな一次モーメントを生ずるような重量
配分になっている。
の装着には、トナー枠体11の凹部17側及び下側の夫
々のリブ11cを片手でつかみ、円筒形ガイド13a
R,13aLを夫々装置本体14のカートリッジ装着部
のガイド部16a,16cへ挿入し、続いて挿入方向か
ら見てプロセスカートリッジBを前下りにして回り止め
ガイド13bR,13bLを装置本体14のガイド部1
6a,16cへ挿入する。プロセスカートリッジBの円
筒形ガイド13aR,13aL、回り止めガイド13b
R,13bLは装置本体14のガイド部16a,16c
に沿って奥側へ進み、プロセスカートリッジBの円筒形
ガイド13aR,13aLが装置本体14の位置決め溝
16b,16dに達すると、この円筒形ガイド13a
R,13aLは位置決め溝16b,16dの位置へプロ
セスカートリッジBの重力で着座する。
に対してプロセスカートリッジBの円筒形ガイド13a
R,13aLは正確に位置が定まる。そして円筒形ガイ
ド13aR,13aLの中心を結ぶ中心線は、感光体ド
ラム7の中心線であるから、感光体ドラム7は装置本体
14に概略に位置が定まる。尚、最終的にはカップリン
グが結合した状態で感光体ドラムは装置本体14に対す
る位置が決まる。
5とプロセスカートリッジBの規制当接部13iはわず
かに隙間がある。ここでプロセスカートリッジBを持っ
ている手を離すと、プロセスカートリッジBはその円筒
形ガイド13aR,13aLを中心にして現像ユニット
D側が下り、クリーニングユニットC側が上昇し、プロ
セスカートリッジBの規制当接部13iは装置本体14
の固設部材25に当接し、プロセスカートリッジBは装
置本体14に対して正確に装着される。その後、開閉部
材35を図1において支点35aを中心に時計回りに回
動して閉める。
ら取り外すのは、上記と逆で、装置本体14の開閉部材
35を開いてプロセスカートリッジBの把手部をなす前
述の上下のリブ11cに手を掛け持ち上げるようにする
と、プロセスカートリッジBの円筒形ガイド13aR,
13aLが装置本体14の位置決め溝16b,16dを
中心に回動し、プロセスカートリッジBの規制当接部1
3jが装置本体14の固定部材25から離れる。プロセ
スカートリッジBを更に引くと上記円筒形ガイド13a
R,13aLが上記位置決め溝16b,16dから脱出
して装置本体14に固定したガイド部材16R,16L
のガイド部16a,16cへ移動し、そのまま、プロセ
スカートリッジBを引き上げるとプロセスカートリッジ
Bの円筒形ガイド13aR,13aL、回り止めガイド
13bR,13bLは装置本体14のガイド部16a,
16c中を移動して上昇し、これによって、プロセスカ
ートリッジBの姿勢を規制されて、プロセスカートリッ
ジBは装置本体14の他の部分に当ることなく装置本体
14外へ取り出される。
は感光体ドラム7の軸方向ではす歯のドラムギア7bと
反対側の端部に設けられている。この平歯ギア7nは、
プロセスカートリッジBが装置本体14に装着された際
に、装置本体14に設けられた転写ローラ4と同軸のギ
ア(図示せず)と噛合して、転写ローラ4を回転させる
駆動力をプロセスカートリッジBから伝達する。 (トナー枠体)図3、図5、図7、図16、図20、図
21を用いてトナー枠体について詳細に説明する。図2
0はトナーシールを溶着する前の斜視図、図21はトナ
ーを充填後の斜視図である。
体11a及び下方枠体11bの2部品によって構成され
ている。この上方枠体11aは図1に示すように画像形
成装置本本体14の光学系1の右方の空間を占めるよう
に上方へ向って膨出しており、画像形成装置Aを大きく
することなく、プロセスカートリッジBのトナー量を増
加するようにしている。図3、図4、図7に示すように
上方枠体11aの長手方向中央に外側から凹部17が設
けられており、把手の機能を有している。そこで操作者
は、手でもって上方枠体11aの凹部17と下方枠体1
1bの下側を把んで持つ。なお、凹部17の片側及び下
方枠体11bの下側に設けた長手方向のリブ11cはプ
ロセスカートリッジBを持つ場合の滑り止めとなってい
る。
1aのフランジ11a1を下方枠体11bの回り縁付の
フランジ11b1に嵌合し溶着面Uで合わせて、超音波
溶着により溶着リブを溶かすことにより両枠体11a,
11bを一体化している。ただし結合方法としては、超
音波溶着に限定されずに、例えば熱溶着、強制振動、あ
るいは接着等で行なっても良い。両枠体11a,11b
を超音波溶着する際に上述のフランジ11b1で両枠体
11a,11bを支持するほか、開口部11iの外側上
方にフランジ11b1とほぼ同一平面上に段部11mを
設けてある。この段部11mを設けるための構成は後述
する。
に先立って、下方枠体11bの内部にトナー送り部材9
bを組み込む。さらに、図16に示すようにトナー送り
部材9bの端部に係止するようにカップリング部材11
eをトナー枠体11の側板の穴11e1から組み込む。
前記穴11e1は、下方枠体11bの長手方向一側端に
設けられている。そしてこの穴11e1と同じ側にトナ
ーを充填するためのほほ直角三角形のトナー充填口11
dが設けられている。このトナー充填口11dの縁は上
下トナー枠体11a,11bの合せ目近くに沿う直角側
の一辺と、この一辺に直角な上下方向の一辺、及び下方
枠体11bの下側に沿う斜辺を有する。このためトナー
充填口11dは最大限の大きさを採用することができて
いる。そこで穴11e1とトナー充填口11dは並んで
設けられている。
の長手方向には、トナー枠体11から現像枠体12へト
ナーを送るためのトナー枠体11の開口部11iが設け
られており、この開口部11iをふさぐようにシール
(後述)を溶着する。その後、トナー充填口11dから
トナーを充填し、トナー充填口11dを図21で示すよ
うにトナーキャップ11fでふさいでトナーユニットJ
として完成する。トナーキャップ11fはポリエチレ
ン、ポリプロピレン等の材質で形成されており、トナー
枠体11に設けられたトナー充填口11dに圧入または
接着されて抜け止めされる。更にトナーユニットJは後
述する現像枠体12と超音波溶着し、現像ユニットDと
なる。ただし結合方法としては、超音波溶着に限定され
ずに、接着、あるいは弾性力を用いてスナップフィット
等で行なってもよい。
の下方枠体11bの斜面Kはトナーが消費されると自然
に落下する傾斜角度θ、即ち、装置本体14を水平にし
た状態で装置本体14に装着されたプロセスカートリッ
ジBの有する斜面Kと水平線Zとのなす角度θが約65
°程度が好適である。また、下方枠体11bはトナー送
り部材9bの回転領域を逃げるように下方に凹形部11
gを有している。トナー送り部材9bの回転直径は37
mm程度である。凹形部11gは斜面Kの延長線より約
0mm〜10mm位凹であれば良い。これはもし凹形部
11gが斜面Kより上方にあるとすると、斜面K上方よ
り自然落下してきたトナーが凹形部11gと斜面Kの間
のトナーが現像枠体12内に送られなくなり、トナーが
残ってしまう場合が予想されるが、本実施の形態では確
実にトナーをトナー枠体11から現像枠体12へ送り出
すことができる。
の棒状の鉄系の材質が用いられ、クランク形状となって
おり、図20に片側を図示するように夫々に設けたジャ
ーナル9b1の一方をトナー枠体11の開口部11i内
に面する部分の穴11rに枢着すると共に他方をカップ
リング部材11eに固定してある(結合部は図20では
見えない)。
ー送り部材9bの逃げとして凹形部11gを設けること
により、コスト上昇することなく安定したトナー送り性
能が得られる。
枠体11の現像枠体12との接合部には、トナー枠体1
1から現像枠体12へトナーを送り出す開口部11iが
設けられている。この開口部11iの周囲には凹面11
kが設けられている。この凹面11kの上下のフランジ
11j,11ilの長手方向にじかに両縁側には条溝1
1nが平行して設けられている。
1jは門形をしており、下方のフランジ11jlは、凹
面11kに対して交叉方向である。図22に示すよう
に、この条構11nの底11n2は凹面11kよりも外
方(現像枠体12側)へ突出した位置にある。なお、図
39に略画で示すように開口部11iのフランジ11i
は額縁状として一平面となるようにしてもよい。
枠体11との対向面は一平面12uであり、この平面1
2uの上下および長手両側には、この平面12uよりも
後退した位置に、この平面12uに平行なフランジ12
eが額縁状に閉じた形に設けられ、このフランジ12e
の縁に長手方向に沿ってトナー枠体11の条溝11nに
嵌合する突条12vが設けられている。この突条12v
の頂面には超音波溶着する際の三角突条12v1が設け
られている(図22参照)。そこで夫々部品を仕組まれ
た後のトナー枠体11と現像枠体12は、このトナー枠
体11の条溝11nと現像枠体12の突条11Vを嵌合
しその長手方向に沿って超音波溶着されるようになって
いる(詳細は後述する)。
部11iを塞ぐように、凹面11kに長手方向に裂け易
いカバーフイルム51が貼り付けられている。このカバ
ーフィルム51は、凹面11kにおいて、前記開口部1
1iの4辺の縁に沿ってトナー枠体11に貼り付けられ
ている。このカバーフィルム51には開口部11iを開
封するために、カバーフィルム51を引き裂くためのテ
アテープ52が溶着されている。
1iの長手方向一端52bで折り返されて、現像枠体1
2のトナー枠体11と対向する平面の長手方向の端部に
貼り付けられた、例えばフエルトのような弾性シール材
54(図19参照)とトナー枠体11間を通って外部へ
引き出され、テアテープ52の外部へ引き出された端部
52aは手掛けとなる把手部材11tを取り付けてある
(図6、図20、図21参照)。
体成形されており、トナー枠体11とつながる部分を特
に薄くして切り離せるようにしてあり、テアテープ52
の端部をこの把手部材11tに貼り付けてある。なお該
シール材54表面の内部寄りには、摩擦係数の小さい合
成樹脂フィルム状のテープ55が貼り付けられている。
またさらに、この弾性シール材54を貼り付けた位置と
長手方向の反対側の端部において平面12eには、弾性
シール材56が貼り付けられている(図19)。
ランジ12e長手方向両端において短手方向の全幅にお
いてフランジ12eに貼り付けてある。そして、弾性シ
ール材54,56は凹面11kの長手方向の両端部のフ
ランジ11iに一致し、且つそのフランジ11iの短手
方向の全幅にわたり、さらに突条12vとオーバーラッ
プしている。
2を結合する際に、両枠体11,12の位置合わせを容
易にするために、トナー枠体11のフランジ11jに
は、現像枠体12に設けた円筒形ダボ12w1、角形ダ
ボ12w2と嵌合する丸穴11r、角穴11qが設けら
れている。ここで、丸穴11rはダボ12w1と密に嵌
合し、角穴11qはダボ12w2と短手方向は密に、長
手方向はラフに係合する。
際には、トナー枠体11、現像枠体12は夫々を仕組品
として独立に組立る。その後に、現像枠体12の位置決
め用の円筒形ダボ12w1、角形ダボ12w2をトナー
枠体11の位置決め用の丸穴11r、角穴11qに嵌入
する。また、トナー枠体11の条溝11nに現像枠体1
2の突条12vを夫々嵌め込む。そして、トナー枠体1
1と現像枠体12を互いに圧接すると、シール材54,
56はトナー枠体11の長手方向両端部のフランジ11
iに接して圧縮され、現像枠体12の平面12uの長手
方向両側で短手方向に一体成形で設けたスペーサの役を
する突条12zがトナー枠体11のフランジ11iに接
近する。ここで、テアテープ52の通過を許すように、
突条12zは、テアテープ52の幅方向(短手方向)の
両側にのみ設けられている。
を圧して突条12vと条溝11n間に超音波振動を加
え、摩擦熱によって前記三角突条12v1を溶かして条
溝11nの底と溶着する。これによって、トナー枠体1
1の条溝11nの縁11n1、現像枠体12のスペーサ
用の突条12zは夫々相手部材と密着状態となり、トナ
ー枠体11の凹面11kと対向する現像枠体12の対向
平面12u間には周縁が密着された空間ができる。この
空間に前記カバーフイルム51、テアテープ52が納ま
る。
を現像枠体12へ送り出すためには、プロセスカートリ
ッジBの外部へ突出しているテアテープ52の端部52
a(図6)の把手部材11tの根本側をトナー枠体11
から、切り離すか、引きちぎった後に把手部材11tを
操作者が手で引くことにより、カバーフィルム51が引
き裂かれて、トナー枠体11の開口部11iが開封さ
れ、トナーをトナー枠体11から現像枠体12へ送り出
し可能となる。そして、弾性シール材54,56は平た
い帯状の六立方形のまま、トナー枠体11のフランジ1
1jの長手方向の両端部で厚さのみ小さくなるように変
形しているのでシール性がよい。
の対向面が構成されているので、カバーフィルム51を
引き裂く力をテアテープ52に加えると、テアテープ5
2を両枠体11,12間から円滑に引さ出せる。
を超音波溶着する際に、摩擦熱が生じてこの摩擦熱によ
って三角突条12v1を溶融する。この摩擦熱により、
トナー枠体11及び現像枠体12には熱応力が生じて熱
変形するおそれがある。しかしながら本実施の形態によ
れば、トナー枠体11の条溝11nと現像枠体12の突
条12vが長手方向の略全範囲にわたって嵌合してお
り、両枠体11,12の結合状態において、溶着部周辺
が強化されており、熱応力による熱変形が生じ難い。
材質としては、プラスチック例えばポリスチレン、AB
S樹脂アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合
体、ポリカーボネイト、ポリエチレン、ポリプロピレン
等である。
トナー枠体11の側断面図が示されている。図3は、ト
ナー枠体11が現像枠体12と結合す結合面JPを大略
鉛直方向に配置して示してある。
いて更に詳細に説明する。トナー容器11Aに収納して
いる一成分トナーを開口部11i方向へ効率よく落下さ
せるために、2つの斜面K,Lを有している。この斜面
K,Lはともに、トナー枠体11の長手方向全幅に設け
られている。斜面Lは、開口部11iの上方に配置され
ており、また、斜面Kは開口部11iの奥側(トナー枠
体11の短手方向)に配置されている。また斜面Lは上
方枠体11aに形成されており、斜面Kは下方枠体11
bによって構成される。
ートリッジBを装着状態において鉛直方向又は鉛直方向
よりも面が下向きである。また、斜面Kは、トナー枠体
11と現像枠体12の結合面JPに直交する線mに対す
る角度θ3が約20度〜40度である。言い換えれば、
本実施の形態では上方枠体11aに下方枠体11bを結
合するにあたって、下方枠体11bを前記設置角度でも
って設置でさるように上方枠体11aの形状を規定して
いる。そこで本実施の形態によれば、トナーを収容して
いるトナー容器11Aは、効率よくトナーを開口部11
i方向へ供給することができる。
する。 (現像枠体)現像枠体12について図3、図14、図1
5、図16、図17、図18を用いて説明する。図14
は現像枠体12に各部品を組み込む状態で示した斜視
図、図15は現像枠体12に現像部駆動伝達ユニットD
Gを組み込む状態を示す斜視図、図16は該駆動伝達ユ
ニットDGが取り付けられていない状態で現像ユニット
を示す側面図、図17は現像部駆動伝達ユニットDGを
内部側から見る側面図、図18は軸受箱の内部を示す斜
視図である。
ラ9c、現像ブレード9d、トナー撹拌部材9e及びト
ナー残量を検出するためのアンテナ棒9hが組み込まれ
る。現像ブレード9dは、図14に示すように厚さ1〜
2mm程度の板金9d1にウレタンゴム9d2がホット
メルト、両面接着テープ等で固定されたもので、ウレタ
ンゴム9d2が現像ローラ9cの母線に接することによ
って現像ローラ9c周面上のトナー量を規制する。
け部としてのブレード突当て平面12iの長手方向の両
端部には、ダボ12i1(エル)、角形突起12i3及
びねじ用穴12i2が設けられている。そこで、板金9
d1に設けられた穴9d3、切り込み9d5を前記夫々
ダボ12i1、突起12i3に嵌合する。その後、板金
9d1に設けられたねじ穴9d4を挿通して小ねじ9d
6を前記めねじ12i2にねじ込み、板金9d1を平面
12iに固定する。
方長手方向に沿って、トナーの外部への漏れを防ぐた
め、モルトプレーン等の弾性シール部材12sを貼り付
けている。更に、この弾性シール部材12sの両端から
続いて現像ローラ9cに沿う円弧面12jまで、弾性シ
ール部材12s1が貼り付けられている。また更に、下
あご部12hには現像ローラ9cの母線に接する薄片の
弾性シール部材12s2が貼り付けられている。ここ
で、現像ブレード9dの板金9d1の一端は略90°に
曲げられ曲げ部9d1aとなっている。
4、図18を用いて説明する。現像ローラユニットG
は、現像ローラ9c、現像ローラ9c周面と感光体
ドラム7周面間の距離を一定にするためのスペーサコロ
9i、なおこのスべーサコロ9iは合成樹脂製の電気絶
縁材製であって、感光体ドラム7のアルミニウムAl
(エル)製の円筒部と現像ローラ9cのアルミニウムA
l(エル)製の円筒部がリークしないように現像ローラ
9cの両端部に被せるスリーブキャップを兼ねている。
現像ローラ9cを回転自在に支持し現像枠体12に位
置決めするための現像ローラ軸受9j(図14に特に拡
大して図示)感光体ドラム7に設けられたはす歯のド
ラムギア7bから駆動を受けて、現像ローラ9cを回転
させるための現像ローラギア9k(はす歯ギア)、現
像ローラ9c端部に一端が嵌合している現像コイルバネ
接点9l(エル)(図18参照)、及び、現像ローラ
9c内部に設けられ、トナーを現像ローラ9c周面上に
付着させるためのマグネット9gでユニット化されてい
る。
ユニットGに対して既に取り付けてあるが、現像ローラ
ユニットGは現像枠体12の側板12A,12Bにわた
された後、軸受箱9vを現像枠体12に取り付ける際に
軸受箱9vと結合されるものある。
すように現像ローラ9cの一端には金属フランジ9pが
嵌合固定され、このフランジ9pは外方へ向って現像ロ
ーラギア取付軸部9p1が突出し、この現像ローラギア
取付軸部9p1は円筒部に二面幅部を有し、この二面幅
部付の円筒部に嵌合して回り止めされて合成樹脂製の現
像ローラギア9kが嵌合している。現像ローラギア9k
ははす歯ギアであって回転時、軸方向の推力は現像ロー
ラ9cの中央部へ向うようにねじれている(図38参
照)。
gのDカットされた欠円形軸9g1が外部へ突出してい
る。この欠円形軸9g1の一方は後述の駆動伝達ユニッ
トDGの現像ホルダ40に嵌合し、非回転で支持され
る。前述した現像ローラ軸受9iには内側へ突出する回
り止め突起9j5を有する丸穴が設けられ、この丸穴に
C形の軸受9i4が丁度嵌合し、この軸受9i4に回転
自在に前記フランジ9pが嵌合している。
ット12fに嵌め込まれ、現像ホルダ40の突起40f
を現像枠体12の穴12g及び現像ローラ軸受9jの穴
9j1に挿入し、現像ホルダ40を現像枠体12に固定
することにより保持される。上記軸受9j4はつば付き
であり、つば部のみC形をしているが、軸方向すべての
断面がC形であっても差し支えない。上記現像ローラ軸
受9iの軸受9i1の嵌入する穴は、段付穴であり、上
記回り止め突起9j5は軸受9j4のつばが嵌入する大
径部に設けられている。この軸受9i及び後述の軸受9
fはポリアセタール、ポリアミド等である。
るマグネット9gの両端部は現像ローラ9cから両端に
突出し他端の欠円形軸9g1は図18に示す現像ローラ
軸受箱9vに設けた図の上側にあり見えないD形の支持
穴9v3に嵌合する。現像ローラ9cの端部内周には絶
縁部材よりなる中空のジャーナル9wが嵌入固定され、
このジャーナル9wと一体の縮径円筒部9w1は現像ロ
ーラ9cと導通のとれた現像コイルばね接点9l(エ
ル)とマグネット9g間を絶縁している。つば付の軸受
9fは合成樹脂の絶縁体であって前記マグネット支持穴
9v3と同心の軸受嵌合穴9v4に嵌合する。この軸受
嵌合穴9v4に設けたキー溝9V5には軸受9fに一体
に設けたキー部9f1が嵌合することにより軸受9fは
回り止めされる。
底には中抜きの円板状の現像バイアス接点121の内部
側端部がある。現像ローラ軸受箱9vに現像ローラ9c
を組付けるとこの現像バイアス接点121に金属の現像
コイルばね接点9l(エル)が縮められて圧接する。前
記現像バイアス接点121は円板状部の外径から折曲
し、軸受嵌合穴9v4の軸方向の凹部9v6に嵌合して
軸受9fの外側をとおる導出部121aと、第1の導出
部121aに続いて軸受嵌合穴9v4の端部の切り欠き
9v7に嵌まり込んで折曲された第2の導出部121
b、第2の導出部121bから折曲した第3の導出部1
21c、第3の導出部121cから現像ローラ9cから
見て半径方向の外側へ折曲した第4の導出部121d、
第4の導出部121dから同じ向きに折曲した外部接点
部121eを有する。
するため、現像ローラ軸受箱9vには長手方向内部側へ
向って支持部9v8が突出し、この支持部9v8は第
3、第4の導出部121c、121d及び外部接点部1
21eに接する。また、第2の導出部121bには現像
ローラ軸受箱9Vの裏側で長手方向内部側へ突出するダ
ボ9v9に圧入される止め穴121fを有する。この現
像バイアス接点121の外部接点部121eはプロセス
カートリッジBを装置本体14へ装着した際、後述の装
置本体14側の現像バイアス接点部材125と接触する
ものである。これにより現像ローラ9cへ現像バイアス
が印加される。
円筒形突部9v1と図19に示す現像枠体12の長手方
向一側端に設けられた穴部12mに嵌合し、現像ローラ
軸受箱9vを現像枠体12に対して位置決めする。また
現像ローラ軸受箱9vのねじ穴9v2を挿通して不図示
の小ねじを現像枠体12のめねじ12cにねじ込み、現
像ローラ軸受箱9Vを現像枠体12に対して固定する。
ローラ9cを現像枠体12に取り付けるあたって、まず
現像ローラユニットGを組立てる。そして組立てた現像
ローラユニットGを現像枠体12に取り付ける。
次の工程で行われる。まず、フランジ9pを組み込んだ
現像ローラ9c中にマグネット9gを挿通させ現像ロー
ラ9cの一端にジャーナル9w、現像コイルばね接点9
l(エル)を取り付け、両端夫々にスペーサコロ9iを
取り付け、更にその外側に現像ローラ軸受9jを夫々取
り付ける。次いで現像ローラ9cの一端の現像ローラギ
ア取付軸部9p1に現像ローラギア9kを取り付ける。
そして、現像ローラ9cの現像ローラギア9kが取り付
けられた両端には、先端がDカットされたマグネット9
gの欠円形軸9g1を突出させている。このようにし
て、現像ローラユニットGを構成している。
ナ棒9hについて説明する。図14、図19に示すよう
に、アンテナ棒9hは、その一端がクランク状に曲げら
れている。この一端の接点部9h1(トナー残量検出接
点122)は装置本体14に取り付けられている後述の
トナー検出接点部材126に接触して、電気的に接続す
る。
付けるにはまず、アンテナ棒9hの先端を現像枠体12
の側板12Bに設けられた貫通穴12bを貫通させて内
部に挿入する。そして、現像枠体12の反対側の側面に
設けられた不図示の穴に前記先端を支持させる。このよ
うにアンテナ棒9hは貫通穴12bと前記不図示の穴に
より位置決めして支持される。また前記貫通穴12bに
はトナーの侵入を防ぐため、シール部材(図示せず)
(例えば合成樹脂リングまたはフエルトあるいはスポン
ジ等)が挿入されている。
部分は現像ローラ軸受箱9vが現像枠体12に取り付け
られると、現像ローラ軸受箱9vがアンテナ棒9hの移
動を阻止し、アンテナ棒9hが外方へは脱出しない位置
にある。
側の現像枠体12の側板12Aはトナー枠体11と現像
枠体12を結合した際に、トナー枠体11の側面側に延
出してトナー下方枠体11bに設けられたトナーキャッ
プ11fと対向してトナーキャップ11fを一部覆う。
また側板12Aには、図16に示すように穴12xが設
けられており、この穴12xには、トナー送り部材9b
に駆動力を伝達するためのトナー送りギア9Sの軸継手
部9s1(図15)が挿通する。このトナー送りギア9
sは、トナー送り部材9bの端部に係合しトナー枠体1
1に回転自在に支持されているカップリング部材11e
(図16、図20参照)と連結して、トナー送り部材9
bに駆動力を伝達する軸継手部9s1を一体に備えてい
る。
テナ棒9hと平行し、トナー撹拌部材9eが回転自在に
支持されている。このトナー撹拌部材9eはクランク状
で一方のジャーナルが側板12Bの軸受穴(不図示)に
嵌合し、他方のジャーナルは図16に示す側板12Aに
回転自在に支持される軸部を一体に有するトナー撹拌ギ
ア9mに嵌入すると共に、クランクアームを該軸部の切
り欠きに引っ掛けて、撹拌ギア9mの回転をトナー撹拌
部材9eに伝えるようにしてある。
ついて説明する。
ネット9gの欠円形軸9g1に現像ホルダ40の支持穴
40aが嵌入し非回転に支持される。現像ホルダ40を
現像枠体12に取り付けると、現像ローラギア9kは歯
車列GTのギア9qと噛合い、トナー撹拌ギア9mは小
ギア9s2と噛合う。これによってトナー送りギア9s
及びトナー撹拌ギア9mは現像ローラギア9kより駆動
力の伝達を受けられるようになる。
アは総てアイドラギアである。現像ローラギア9kに噛
合うギア9qとこのギア9qと一体の小ギア9q1は現
像ホルダ40と一体のダボ40bに回転自在に支持され
ている。小ギア9q1と噛合う大ギア9rとこのギア9
rと一体の小ギア9r1は現像ホルダ40と一体のダボ
40cに回転自在に支持されている。小ギア9r1はト
ナー送リギア9sと噛合っている。トナー送リギア9S
は現像ホルダ40に一体に設けたダボ40dに回転自在
に支持されている。トナー送リギア9sは軸継手部9s
1を有する。トナー送リギア9Sには小ギア9s2が噛
合っている。小ギア9s2は現像ホルダ40に一体に設
けたダボ40eに回転自在に支持されている。上記ダボ
40b,40c,40d,40eは直径約5〜6mm程
度であり、ギア列GTの各ギアを支持する。
(本実施の形態では現像ホルダ40)によってギア列を
構成するギアの支持を行うことができる。従って、組立
に関し、現像ホルダ40に歯車列GTを部分組立がで
き、組立工程を分散し、簡単化できる。即ち、現像枠体
12へはアンテナ棒9h、トナー撹拌部材9eを組み付
けた上、現像ローラユニットGを現像部駆動伝達ユニッ
トDG、歯車箱9vを夫々現像枠体12へ組み付けるの
と同時に組立て現像ユニットDを完成する。
あって、現像枠体12の長手方向に沿って設けられてい
る。そしてこの開口部12pは、トナー枠体11と現像
枠体12とを結合した状態で、トナー枠体11の有する
開口部11iと対向する。そしてトナー枠体11に収容
されているトナーを、現像ローラ9cへ供給可能とす
る。また、この開口部12pの長手方向全幅に沿って前
記撹拌部材9e及びアンテナ棒9hが取り付けられてい
る。
ては、前述したトナー枠体11の材質と同様である。 (電気接点の構成)次に、前記プロセスカートリッジB
を画像形成装置本体14に装着したときに、両者を電気
的に接続するための接点の接続と配置について図8、図
9、図11、図23、図30を用いて説明する。
ように、複数の電気接点が設けてある。即ち、感光体
ドラム7を装置本体14との間でアースするために、該
感光体ドラム7と電気的に接続した導電性アース接点と
して円筒形ガイド13aL(導電性アース接点として説
明する場合は符号119を用いる)、帯電ローラ8へ
装置本体14から帯電バイアスを印加するために、帯電
ローラ軸8aと電気的に接続した導電性帯電バイアス接
点120、現像ローラ9cに装置本体14から現像バ
イアスを印加するために、現像ローラ9cと電気的に接
続した導電性現像バイアス接点121、トナー残量を
検出するめたに、アンテナ棒9hと電気的に接続した導
電性トナー残量検出接点122、の4個の接点がカート
リッジ枠体側面と底面から露出するように設けてある。
プロセスカートリッジBの装着方向から見て全てカート
リッジ枠体の左側の側面及び底面に、各接点間が電気的
にリークしない距離を隔てて設けられている。なお、ア
ース接点119及び帯電バイアス接点120はクリーニ
ングユニットCに設けられており、また、現像バイアス
接点121及びトナー残量検出接点122は現像枠体1
2に設けられている。また、前記トナー残量検出接点1
22は、プロセスカートリッジBが装置本体14に装着
されたことを装置本体14に検出させるための、プロセ
スカートリッジ有無検出接点を兼ねる。
は既に述べたように導電性の材質のフランジ29に一体
に設けられ、更にフランジ29と一体のドラム軸7aを
アース接点部材119と同軸上に設け、ドラム軸7aに
ドラム筒7dに導通しているアース板7fを圧接して外
部へ導いている。本実施の形態では、フランジ29を鉄
等の金属製としている。また他の帯電バイアス接点12
0、現像バイアス接点121は厚さが約0.1mm〜
0.3mm程度の導電性の金属板(例えば、ステンレス
スチール、燐青銅)をプロセスカートリッジ内部から張
り巡らせている。そして、帯電バイアス接点120はク
リーニングユニットCの反駆動側底面から露出し、現像
バイアス接点121及びトナー残量検出接点122は現
像ユニットDの反駆動側底面から露出するように設けら
れている。
図11に示すように感光体ドラム7の軸線方向一側端に
はす歯のドラムギア7bを設けている。このドラムギア
7bは、現像ローラギア9kと噛合して、現像ローラ9
cを回転させる。なおこのドラムギア7bは、回転する
際にスラスト力(図11に示す矢印d方向)を生じて、
長手方向に遊びを有してクリーニング枠体13に設けら
ている感光体ドラム7をドラムギア7bが設けられてい
る側へ付勢し、平歯ギア7nに固定されているアース板
7fがドラム軸7aを押圧する反力が矢印d方向に加わ
る。そして、ドラムギア7bの側端7b1がクリーニン
グ枠体13に固定した軸受38内側端面38bに突き当
たる。これによって、感光体ドラム7はプロセスカート
リッジBの内部において、軸線方向の位置が規定され
る。
ーニング枠体13の一側端13kに露出して設けられて
いる。このドラム軸7aは、感光層7eを被覆されてい
るドラム筒7d(本実施の形態ではアルミニウム製)の
中心に進入する。ドラム筒7dの内面7d1と前記ドラ
ム軸7aの端面7a1とに接触するアース板7fによっ
て前記ドラム筒7dと前記ドラム軸7aは電気的に接続
されている。また、前記帯電バイアス接点120は、ク
リーニング枠体13の帯電ローラ8を支持している部分
の近傍に設けられている(図8参照)。
23に示すように前記帯電ローラ軸8aと接触している
複合ばね8bを介して前記帯電ローラ8の軸8aと電気
的に接続している。この複合ばね8bはクリーニング枠
体13に設けたほぼ帯電ローラ8と感光体ドラム7の中
心を結ぶ線上のガイド溝13gに滑合している帯電ロー
ラ軸受8cと該ガイド溝13gの一方端にあるばね座1
20b間に縮設された複合ばね8bの圧縮コイルばね部
8b1のばね座側座巻部から帯電ローラ軸8aに圧接す
る内部接点8b2を有している。前記帯電バイアス接点
120は図23に示すように外部露出部120aからク
リーニング枠体13内に入り、帯電ローラ8の一端側の
帯電ローラ軸8aの移動方向に対して横切るように折曲
してばね座120bを終端としている。
残量検出接点122について説明する。これら両接点1
21,122は、クリーニング枠体13の一側端13k
と同じ側に設けられている現像ユニットDの底面に設け
られている。そして前記現像バイアス接点121の第3
の導出部、即ち外部接点部121eは、平歯ギア7nを
間にして帯電バイアス接点120とは反対側に配設され
ている。そして既に述べたように前記現像バイアス接点
121は、前記現像ローラ9cの側端と導通している現
像コイルバネ接点9l(エル)を介して前記現像ローラ
9cと電気的に接続している(図18参照)。
9kに生ずるスラストと現像バイアス接点121の関係
を模式的に示す。既に述べたように駆動により感光体ド
ラム7は図38において矢印d方向に移動し、ドラムギ
ア7b側の端面が、図38には図示されない軸受38端
面(図32参照)と接触して回転し、感光体ドラム7の
長手方向位置は一定する。一方ドラムギア7bに噛合う
現像ローラギア9kは矢印dと反対の矢印e方向にスラ
ストを受け、現像バイアス接点121を押圧している現
像コイルばね接点9l(エル)を押圧し、現像ローラ9
cと現像ローラ軸受9jとの間に働いている現像コイル
ばね接点9lによる矢印f方向の押圧力を軽減させる。
これによって現像コイルばね接点9lと現像バイアス接
点12lとの接触を確実とし、現像ローラ9c端面と現
像ローラ軸受9j端面間の摩擦抵抗を軽減し、現像ロー
ラ9cの回転を円滑にする。
2は、カートリッジ装着方向(図9矢印X方向)に対し
て前記現像バイアス接点121の上流側に現像枠体12
から露出して設けられている。そして、図19に示すよ
うにトナー残量検出接点122は、前記現像ローラ9c
のトナー枠体11側において、現像枠体12に前記現像
ローラ9cの長手方向に沿って設けられた導電性材料、
例えば金属線のアンテナ棒9hの一部となっている。
像ローラ9cの長手方向全長にわたって現像ローラ9c
と一定距離を隔てた位置に設けられている。プロセスカ
ートリッジBを装置本体14に装着すると装置本体14
側のトナー検出接点部材126と接触する。そして、こ
のアンテナ棒9hと現像ローラ9cとの間の静電容量は
両者間に存在するトナー量によって変化する。そこで、
この静電容量の変化を電位差変化として、装置本体14
のトナー検出接点部材126と電気的につながっている
制御部(図示せず)によって検出することにより、トナ
ー残量を検出するものである。
cとアンテナ棒9hの間に存在するトナー量が、所定の
静電容量を生ずるトナー量である。これによって、トナ
ー容器11A内のトナー残量が、所定の量となったこと
を検出できる。そこで、装置本体14に設けた前記制御
部によって、前記トナー残量検出接点122を介して静
電容量が第一の所定の値になったことを検出し、トナー
容器11A内のトナー残量が所定の量となったことを判
別する。装置本体14は、静電容量が前記第一の所定の
値となったことを検出すると、プロセスカートリッジB
の交換報知を行う(例えば、ランプの点滅、ブザーによ
る音の発生)。
第一の所定の値よりも小さい第二の所定の値を検出する
ことにょって、プロセスカートリッジBが装置本体14
に装着されたことを検出する。また、前記制御部は、プ
ロセスカートリッジBが装着されたことを検出しなけれ
ば、装置本体14の画像形成動作を開始させない。即
ち、装置本体14の画像形成動作を開始させない。なお
プロセスカートリッジ未装着の報知を行っても良い(例
えば、ランプの点滅等)。
た接点と、装置本体14に設けた接点部材との接続につ
いて説明する。
スペースSの一方側の内側面には、図9に示すように、
前記プロセスカートリッジBを装着したときに、前記各
接点119〜122に接続し得る4個の接点部材(アー
ス接点119と電気的に接続するアース接点部材12
3、帯電バイアス接点120と電気的に接続する帯電接
点部材124、現像バイアス接点121と電気的に接続
する現像バイアス接点部材125、トナー残量検出接点
122と電気的に接続するトナー検出接点部材126)
が設けてある。
位置決め溝16bの底に設けられている。また、現像バ
イアス接点部材125、トナー検出接点部材126、帯
電接点部材124はガイド部16aの下方でガイド部1
6a外でガイド部16aの傍のカートリッジ装着スペー
スSの片側の壁面下に上方にむけて弾性的に設けられて
いる。
いて説明する。
した状態の図6において、垂直方向において、最下位に
トナー残量検出接点122、その上方に現像バイアス接
点121、その上方に帯電バイアス接点120、その上
方にほぼ同じ高さに回り止めガイド13bL及び円筒形
ガイド13aL(アース接点119)が配置されてい
る。また、カートリッジ装着方向(矢印X方向)におい
て、最も上流にトナー残量検出接点122、その下流に
回り止めガイド13bL及び現像バイアス接点121、
次いでその下流に円筒形ガイド13aL(アース接点1
19)そしてその下流に帯電バイアス接点120が配置
されている。
イアス接点120は帯電ローラ8に近付ける、現像バイ
アス接点121は現像ローラ9Cに近付ける、トナー残
量検出接点122はアンテナ棒9hに近付ける、また、
アース接点119は感光体ドラム7に近付けることがで
きる。このようにすることによってプロセスカートリッ
ジB側及び画像形成装置本体14の夫々の電極の徘回し
をなくし接点間距離を短縮できる。
イズは次の通りである。まず、帯電バイアス接点120
は、縦及び横ともに約10.0mm、現像バイアス接点
121は、縦約6.5mm、横約7.5mm、トナー残
量検出接点122は直径2mmで横長さ約18.0m
m、及び、アース接点119は円型でその外径は約1
0.0mmである。なお前述帯電バイアス接点120、
現像バイアス接点121は矩形である。ここで上記接点
の縦とはプロセスカートリッジBの装着方向Xに従う方
向であり、横方向とは方向Xに直角水平方向である。
部材であり、プロセスカートリッジ側のアース接点11
9即ち円筒形ガイド13aL(ドラム軸7aが位置決め
される)がはまり込む位置決め溝16b内に該アース接
点部材123が取り付けられており(図9、図11、図
30参照)、これが装置本体シャーシを介してアースさ
れている。前記トナー残量検出接点部材126はガイド
部16a下方でこのガイド部16aの傍に設けられ導電
性板ばね部材である。また他の接点部材124,125
は、ガイド部16aの下方でこのガイド16aの傍に設
けられ、夫々圧縮コイルばね129によってホルダ12
7から上方に向かって突出して取り付けられている。
明する。図30の一部に拡大して示すように、帯電接点
部材124をホルダ127内に脱落不能且つ上方へ突出
可能に取り付ける。そして、このホルダ127を装置本
体14に取り付けた電気基板128に固定し、各接点部
材と配線パターンとを導電性の圧縮バネ129によって
電気的に接続している。
に挿入して、ガイド部16aによってガイドして装着す
る際に、所定の装着位置へ至る前にあっては各接点部材
123〜126は夫々ばね力で突出状態にある。このと
き、各接点部材にプロセスカートリッジの各接点119
〜122は接触していない。更にプロセスカートリッジ
Bの挿入が進むと、各接点部材123〜126にプロセ
スカートリッジBの各接点119〜122が接触し、更
にわずかに進んでプロセスカートリッジBの円筒形ガイ
ド13aLが位置決め溝16bに嵌入することにより各
接点119〜122が夫々各接点部材123〜126を
これらの弾力に抗して後退させ夫々接触圧力を高める。
ガイド部材16によってプロセスカートリッジBをガイ
ドして、所定の装着位置に装着すると、前記各接点は各
前記接点部材と確実に接続する。
ートリッジBを所定位置へ装着すると、板バネ状のアー
ス接点部材123が円筒形ガイド13aLから突出して
いるアース接点119と接触する(図11参照)。ここ
でプロセスカートリッジBが画像形成装置本体14に装
着されると、アース接点119とアース接点部材123
が電気的に接続して、感光体ドラム7がアースされる。
また帯電バイアス接点120と帯電接点部材124が電
気的に接続して、帯電ローラ8に高電圧(AC電圧とD
C電圧の重量)が印加される。また現像バイアス接点1
21と現像バイアス接点部材125が電気的に接続し
て、現像ローラ9Cに高電圧が印加される。また更に、
トナー残量検出接点122とトナー検出接点部材126
が電気的に接続して、この接点122と現像ローラ9C
間の静電容量に応じた情報が装置本体14に伝達され
る。
トリッジBの接点119〜122をプロセスカートリッ
ジBの底面側に設けたため、プロセスカートリッジBの
装着方向矢印Xに対する左右方向の位置精度の影響を受
けない。
スカートリッジBの各接点をカートリッジ枠体の一方側
に全て配置したので、画像形成装置本体14及びプロセ
スカートリッジBに対する機械機構部材と電気配線関係
部材とをカートリッジ装着スペースS、プロセスカート
リッジBの両側に夫々分割配置でき、組立工数を節減で
き、また保守点検が容易となる。
置本体14に装着すると、後述するように、前記開閉部
材35の閉じ動作に連動してプロセスカートリッジ側カ
ップリング装置と本体側カップリングとが結合し、感光
体ドラム7等は装置本体14から駆動を受けて回転可能
となる。
設ける複数の電気接点を全てカートリッジ枠体の一方側
に配置したために、画像形成装置本体との電気的接続を
安定して行うことができる。或は、前述実施の形態の通
り各接点を配置することにより、各接点のカートリッジ
内での電極の徘回しを短縮することができる。 (カップリング及び駆動構成)次に画像形成装置本体1
4からプロセスカートリッジBへ駆動力を伝達する駆動
力伝達機構であるカップリング手段の構成について説明
する。
リッジBに取り付けた状態を示すカップリング部の縦断
面図である。
トリッジBに取り付けられた感光体ドラム7の長手方向
一方端部にはカートリッジ側カップリング手段が設けて
ある。このカップリング手段は、感光体ドラム7の一方
端部に固着したドラムフランジ36にカップリング凸軸
37(円柱形状)を設けたものであり、前記凸軸37の
先端面に凸部37aが形成してある。なお、凸部37a
の端面は凸軸37の端面と平行である。また、この凸軸
37は軸受38に嵌合して、ドラム回転軸として機能す
る。
ジ36とカップリング凸軸37及び凸部37aは一体に
設けてある。そして、ドラムフランジ36にはプロセス
カートリッジB内部の現像ローラ9cに駆動力を伝達す
るため、はす歯のドラムギア7bが一体に設けてある。
従って、図11に示す通り、前記ドラムフランジ36は
ドラムギア7b、凸軸37及び凸部37aを有する一体
成型品であって、駆動力を伝達する機能を有する駆動力
伝達部品である。
た多角柱であって、詳しくは断面がほぼ正三角の柱で軸
方向に次第に回転方向にわずかにねじれた形状である。
また、前記凸部37aと嵌合する凹部39aは、断面が
多角形で軸方向に次第に回転方向にわずかにねじれた穴
である。この凸部37aと凹部39aはねじれのピッチ
がほぼ同一であり、同一方向にねじれている。なお、前
記凹部39aは、断面が略三角形である。そして、この
凹部39aは、装置本体14に設けられたギア43と一
体のカップリング凹軸39bに設けられている。このカ
ップリング凹軸39bは装置本体14に後述のように回
転自在及び軸方向移動自在に設けられている。
プロセスカートリッジBが装置本体14に装着されて、
凸部37aと装置本体14に設けられた凹部39aとが
嵌合して、凹部39aの回転力が凸部37aに伝達され
る際に、略正三角柱の凸部37aの各稜線と凹部39a
の内面とが等しく当接するため互いに軸芯が合致する。
円の直径はカップリング凹部39aの内接円よりも大き
く、且つ、カップリング凹部39aの外接円よりも小さ
く製作されている。更に、そのねじれ形状によって凹部
39aが凸部37aを引き寄せる方向に力が作用して、
凸部端面37a1が凹部39aの底39a1と当接す
る。そこで、このカップリング部とドラムギア7bに生
ずるスラストは矢印d方向の同方向に働くから、前記凸
部37aと一体的となっている感光体ドラム7は、画像
形成装置本体14内で軸方向の位置及びラジアル方向の
位置が安定して決まる。
ム7の側からみて、感光体ドラム7の回転方向に対し
て、前記凸部37aのねじれ方向は凸部37aの根元か
ら先端に向って反対方向、また、凹部39aのねじれ方
向は凹部39aの入口から内部へ向って反対方向、ま
た、ドラムフランジ36のドラムギア7bのねじれ方向
は前記凸部37aのねじれ方向と反対方向である。
前記ドラムフランジ36が感光体ドラム7の一端部に取
り付けられた際に、感光体ドラム7の軸心と同軸上に位
置するようにドラムフランジ36に設けられている。な
お、36bは嵌合部であって、ドラムフランジ36を感
光体ドラム7に取り付ける際に、ドラム筒7dの内面に
嵌合する部分である。このドラムフランジ36は感光体
ドラム7に”かしめ”或は”接着”等によって取り付け
られる。また、ドラム筒7dの周囲には、感光層7eが
被覆されている。
ム7の他端側には、平歯ギア7nが固定されている。
7nの材質としては、ポリアセタール(polyace
tal)、ポリカーボネイト(polycarbona
te)、ポリアミド(polyamide)、及び、ポ
リブチレンテレフタレート(polybutylene
telephthalate)等の樹脂材料を用いてい
る。但し、他の材質を適宜選択して用いても構わない。
ング凸軸37の凸部37aの回りには、凸軸37と同心
円の円筒形の凸部38a(円筒形ガイド13aR)がク
リーニング枠体13に固定した軸受38に一体に設けら
れている(図12参照)。この凸部38aによって、プ
ロセスカートリッジBを着脱する際等にカップリング凸
軸37の凸部37aは保護され、外力による傷や変形等
から守られる。そこで、この凸部37aが損傷すること
によってカップリング駆動時のガタつきや振動を防止す
ることができる。
ジBを画像形成装置本体14に着脱する際のガイド部材
を兼ねることも可能である。即ち、プロセスカートリッ
ジBを画像形成装置本体14に装着する際には、軸受3
8の凸部38aと本体側ガイド部16cとが当接して、
前記凸部38aはプロセスカートリッジBを装着位置に
装着する際の位置決めガイド13aRとして機能し、プ
ロセスカートリッジBの装置本体14への着脱を容易に
する。また、プロセスカートリッジBが装着位置に装着
された際には、前記凸部38aはガイド部16cに設け
られた位置決め溝16dに支持される。
ンジ36、カップリング凸軸37との間には図11に示
すような関係がある。即ち、感光体ドラム7の外径=
H、ドラムギア7bの歯元円径=E、感光体ドラム7の
軸受け径(軸部カップリング凸軸37の外径、軸受38
の内径)=F、カップリング凸部37aの外接円径=
M、感光体ドラム7のドラムフランジ36との嵌合部径
(ドラム内径)=Nとしたとき、H>F≧M及びE>N
の関係がある。
るよりも軸受け部での摺動負荷トルクを低減でき、F≧
Mの関係によりフランジ部を成形する際には通常図中矢
印P方向に成形型の型割を行うが、アンダーカット部が
なくなるため型構成を簡略化できる。
状がプロセスカートリッジBの装着方向から見て左側の
型上に設けられるため、右側の型を簡素化し、型の耐久
性を向上させるなどの効果がある。
ップリング手段が設けてある。この本体カップリング手
段は、プロセスカートリッジBを挿入したときの感光体
ドラム回転軸線と一致する位置にカップリング凹軸39
b(円柱形状)が配設してある(図11、図25参
照)。このカップリング凹軸39bは図11に示すよう
に、モータ61の駆動力を感光体ドラム7へと伝える大
ギア43と一体になった駆動軸である。(そして、この
凹軸39bは、大ギア43の回転中心であって、大ギア
43の側端から突出して設けられている(図25、図2
6参照))。本実施の形態では、前記大ギア43とカッ
プリング凹軸39bは、一体成型で形成してある。
歯ギアであって、このはす歯ギアはモータ61の軸61
aに固定して又は一体に設けられたはす歯の小ギア62
と噛合っており、小ギア62から駆動力が伝達されたと
きに、凹軸39bを凸軸37方向へ移動させる推力を発
生させるようなねじれ方向と傾斜角の歯を有している。
これにより、画像形成に際してモータ61を駆動する
と、前記推力によって凹軸39bが凸軸37方向へ移動
して凹部39aと凸部37aとが係合する。前記凹部3
9aは、前記凹軸39bの先端であって前記凹軸39b
の回転中心に設けられている。
に設けた小ギア62から大ギア43へ直接駆動力を伝達
しているが、ギア列を用いて減速及び駆動伝達を行う、
或はベルトとプーリ、摩擦ローラ対、タイミングベルト
とプーリなどを用いてもよい。
凹部39aと凸部37aを嵌合させる構成について図2
4、図27乃至図29を参照して説明する。
れた側板66と大ギア43を間にして側板67が固設さ
れており、これらの側板66,67に大ギア43の中心
に一体に設けたカップリング凹軸39bが回転自在に支
持されている。大ギア43と側板66間には、外カム6
3と内カム64が密に間挿されている。内カム64は側
板66に固定されていて、外カム63はカップリング凹
軸39bに回転自在に嵌合している。外カム63と内カ
ム64の軸方向の対向面はカム面であり、このカム面は
カップリング凹軸39bを中心とする互いに接するねじ
面となっている。大ギア43と側板67との間に圧縮コ
イルばね68が圧縮してカップリング凹軸39bに押入
されている。
半径方向にアーム63aが設けられ、このアーム63a
の先端と、開閉部材35の支点35aから、開閉部材3
5を閉めた状態で図27において左斜め下方へ向って半
径方向の開閉部材35の開放側の増とは反対側の端の位
置をピン65aで、一つのリンク65の一端に結合して
ある。リンク65の他端はピン65bでアーム63aの
先端と結合している。
り、開閉部材35が閉じているときはリンク65、外カ
ム63等は図示の位置にあり、カップリング凸部37a
及び凹部39aが噛み合って大ギア43の駆動力が感光
体ドラム7へ駆動伝達可能の状態にある。そして、開閉
部材35を開くとピン65aは支点35aを中心に回動
して上昇し、リンク65を介してアーム63aが引き上
げられ外カム63が回転し、外カム63と内カム64と
の対向カム面が摺動して大ギア43が感光体ドラム7よ
り離れる方向へ移動する。その際、大ギア43が外カム
63に押されて、側板67と大ギア39との間に取り付
けられた圧縮コイルばね68を押しつつ移動し、図29
に示すようにカップリング凹部39aがカップリング凸
部37aから離れて、カップリングが解除されプロセス
カートリッジBが着脱可能な状態になる。
5とリンク65を結合しているピン65aは支点35a
を中心に回転して下り、リンク65は下方へ移動してア
ーム63aを押し下げ、外カム63が逆に回転し、ばね
68に押されることにより、図29から大ギア43が左
行して図28の位置に到達し大ギア43が再び図28の
位置にセットされカップリング凹部39aがカップリン
グ凸部37aに嵌合し、駆動伝達可能な状態に戻る。こ
のような構成をとることにより、プロセスカートリッジ
Bを開閉部材35の開閉に応じて着脱および駆動可能な
状態にすることが可能になる。尚、開閉部材35を閉じ
ることによって外カム63が逆に回転し大ギア43が図
29から左行して、カップリング凹軸39bとカップリ
ング凸軸37の端面が当たってカップリング凸部37a
とカップリング凹部39aが噛合わなくても後述のよう
に画像形成装置Aの始動後すぐ噛合う。
ートリッジBを装置本体14に着脱する際には、開閉都
材35を開放する。そして、この開閉部材35の開閉に
連動して、カップリング凹部39aが水平方向(矢印i
方向)に移動する。そこで、プロセスカートリッジBを
装置本体14に着脱する際には、プロセスカートリッジ
Bと装置本体14のカップリング(37a,39a)は
連結することはない。また、連結してはいない。従って
装置本体14に対するプロセスカートリッジBの着脱を
円滑に行うことができる。
39aが圧縮コイルばね68によって大ギア43が押さ
れることにより、プロセスカートリッジBの方向へ押圧
されている。そこで、カップリング凸部37aと凹部3
9aとが噛み合う際に、カップリング凸部37aと凹部
39aがぶつかってうまく噛み合わなかったとしても、
プロセスカートリッジBを装置本体14へ装着後初めて
モータ61が回転し、これによってカップリング凹部3
9aが回転することによって両者は瞬時に噛み合う。
凸部37aと凹部39aの形状について説明する。
凹軸39bは、前述したように軸方向には移動可能であ
るが、半径方向(ラジアル方向)には移動しないように
取り付けられている。一方、プロセスカートリッジBは
長手方向及びカートリッジ装着方向のX方向(図9参
照)に移動可能に装置本体14に装着されている。なお
長手方向には、プロセスカートリッジBをカートリッジ
装着スペースSに設けてあるガイド部材16R,16L
間でわずかの移動を許すようになっている。
14に装着するとクリーニング枠体13の長手方向他端
側に取り付けたフランジ29に形成した円筒形ガイド1
3aL(図6、図7、図9参照)の部分が装置本体14
の位置決め溝16b(図9参照)に入り込んで隙間なく
嵌合して位置決めされ、感光体ドラム7に固定した平歯
ギア7nが転写ローラ4に駆動力を伝達するギア(図示
せず)と噛合する。一方、感光体ドラム7の長手方向一
端側(駆動側)は、クリーニング枠体13に設けた円筒
形ガイド13aRが装置本体14に設けた位置決め溝1
6dに支持される。
の位置決め溝16dに支持されることにより、ドラム軸
7aと凹軸39bの回転軸心が同芯度φ2.00mm以
内に支持され、カップリング結合過程における第1の調
芯作用が完了する。
よって、カップリング凹部39aが水平に移動して凸部
37aに入り込む(図28参照)。
ように位置決め及び駆動伝達がなされる。
転すると、カップリング凹軸39bがカップリング凸軸
37方向(図11の矢印dと反対方向)に移動し、カッ
プリング凸部37aと凹部39aの位相があった時点
(本実施の形態では凸部37aと凹部39aが略正三角
形であるために、120°毎に両者の位相が合う)で両
者が係合し、装置本体14からプロセスカートリッジB
に回転力が伝達される(図29に示す状態から図28に
示す状態となる)。
グ凸部37aが凹部39aに入り込むときは、両者の略
正三角形のサイズに差があり、即ちカップリング凹部3
9aの断面が略正三角形の穴がカップリング凸部37a
の略正三角形よりも大きいから、隙間を有した状態でス
ムーズに入り込む。
間を大きくすると (1)凸部37aの断面形状の変化による剛性の低下。 (2)接触点半径の減少による、接触点における抗力の
増加。 上記(1),(2)により、カップリングのねじり剛性
が低下し、これは画像ムラ等の原因となる。
性から、凸部三角形の内接円径の下限値をφ8.0mm
とし、これをφ8.5mm凹部三角形の内接円径をφ
9.5mm隙間を0.5mmとした。
合させるためには、嵌合前に、これらの同芯度を維持す
る必要がある。
して嵌合に導くために必要な同芯度φ1.0mmを維持
するために、前記円筒形の軸受凸部38の突出量をカッ
プリング凸部37aの突出量より大きくし、軸受凸部3
8aの内部に設けられた3以上の複数の突起形状ガイド
13aR4により凹軸39aの外径部をガイドすること
により凸部37と凹軸39aのカップリング嵌合前の同
芯度をφ1.0mm以下に維持し、カップリングの嵌合
過程を安定化させる(第2の調芯作用)。
7aが凹部39aに入り込んだ状態でカップリング凹軸
39bが回転すると、カップリング凹部39aの内面と
凸部37aの略正三角形柱の3点の稜線とが当接して駆
動力が伝達される。そしてこの時、共に正多角形のカッ
プリング凹部39aの内面と凸部37aの稜線とが等し
く当接するように、カップリング凸軸37が凹軸39b
の中心と一致するように瞬時に移動する。
動時にはカップリング凸軸37及び凹軸39bが自動的
に調芯が行われる。さらに、感光体ドラム7に駆動力が
伝わることによりプロセスカートリッジBに回転力が生
まれ、この回転力によりプロセスカートリッジBのクリ
ーニング枠体13の上面に設けられた規制当接部13j
(図4、図5、図6、図7、図30参照)が画像形成装
置本体14に固設された固設部材25(図9、図10、
図30参照)への当接力を強め、画像形成装置本体14
に対するプロセスカートリッジBの位置がきまる。
ップリング凸部37aと凹部39aとの半径方向には隙
間を設けられるので、カップリング同士の係脱が容易に
なる。また、駆動時には前述のカップリング係合部分で
の当接力が安定するので、この部分でのガタつきや振動
を押さえることができる。
ねじれ方向は、凹部としての穴の入口から奥に向かって
ギアの回転方向と逆方向にねじれ込んで行く方向であ
る。また凹部(凸部)のねじれ量は、軸線長さ1mmに
対して回転方向で1°〜15°の割り合いである。
mmであって、約30°ねじれている。
に前記凸部が嵌合した状態で前記凹部が回転するのに応
じて、前記凹部に対する前記凸部の位置が規定される。
また、前記凹部に前記凸部が嵌合した状態で前記凹部が
回転するのに応じて、前記凹部の回転中心と前記凸部の
回転中心とが略一致する。また、前記凸部は前記凹部の
内面に三箇所で接触することによって前記凹部に対する
位置が規定される。またさらに、前記凸部は前記凹部に
対して位置決めされる部分でもって、前記凹部から回転
駆動力を受ける。なお、本実施の形態ではカップリング
凸部及び凹部の形状を略正三角形としたが、略正多角形
形状であれば同様の効果が得られることはいうまでもな
い。また、略正多角形形状であれば位置決めをよりー層
正確に行うことができるが、これに限定されずに引き寄
せて噛み合うことのできる形状であれば、例えば多角形
形状等であってもよい。更に、又大きなリードを持つお
ねじをカップリング凸部に採用すると共にこのおねじに
ねじ込まれるめねじをカップリング凹部としてもよい。
この場合において三重の三角ねじの変形例が上述のカッ
プリング凸部と凹部に相当する。
及び凹部の形状として、ねじれた多角柱と、ねじれた凹
部の例を示したが、例えば、本体側がねじれた凹部で、
カートリッジ側がねじれていない凸部であっても構わな
い。ねじれていない凸部の形状としては、例えば、略三
角板、略四角板、放射状に延出した三本の延出部を有す
る亜鉛形状等であっても良い。また、凸部と凹部が引き
寄せる形状に限定しないのであれば、前記ねじれていな
い凸部の形状としては、例えば、略三角柱、略四角柱等
であっても良い。このようにねじれている凹部と、ねじ
れていない凸部とが噛み合う場合には、前記凸部として
の例えばねじれていない三角柱が前記凹部としてのねじ
れた穴と嵌合して、前記穴が回転をすると、前記三角柱
はその根元の部分でもって前記穴の内面と接触し、穴に
対する位置が定まる。この根元の部分は他の部分と比較
して強度が強いので、突起としての三角柱は変形するこ
とが無い。また、三角柱の角部附近及び/又は、穴の内
面が僅かに局所的に変形して前記角部附近が穴の内面に
くい込む。したがって、前記凹部と穴の結合がより強固
になる。また、ねじれていない凸部は成形が容易である
利点もある。
と、形状的に凸部は傷つきやすく、強度的にも凹部に劣
る。このため、本実施の形態においては、交換可能なプ
ロセスカートリッジBにカップリング凸部を設け、より
高耐久性が要求される画像形成装置本体14にカップリ
ング凹部を設けてある。
ング枠体13の取り付け関係を詳細に示す斜視図、図3
4は右側ガイド部材13Rをクリーニング枠体13へ取
り付けた状態の縦断面図、図35はクリーニング枠体1
3の右側面の一部を示す図である。図35は右側ガイド
部材13Rと一体に形成した軸受38の取り付け部のア
ウトラインを示す側面図である。
R(38)を模式的に示した図11のクリーニング枠体
13への取り付け、及びユニット化された感光体ドラム
7のクリーニング枠体13への取り付けについて具体的
に説明する。
図34に示すように円筒形ガイド13aRと同心で小直
径の軸受38が一体に設けられている。この軸受38は
円筒形ガイド38aRの軸方向(長手方向)中間部の円
板部材13aR3で円筒形である軸受38の端部につな
がっている。そして軸受38と円筒形ガイド13aRの
クリーニング枠体13側との間にはクリーニング枠体1
3の内部側より見て円形の溝38aR4が形成されてい
る。
図35に示すように欠円筒形の軸受取付穴13hが設け
られ、欠円部13h1は軸受取付穴13hの直径よりも
小さな対向間隔を有し、この間隔はカップリング突軸3
7の直径よりも大きい。また、カップリング突軸37は
軸受38に嵌合するので軸受取付穴13hとは間隔があ
いている。クリーニング枠体13の側面に一体に形成し
て設けた位置決めピン13h2はガイド部材13Rのフ
ランジ13aR1に密に嵌合するようになっている。こ
れによって、ユニット化された感光体ドラム7を軸方向
(長手方向)に交叉方向からクリーニング枠体13へ取
り付け可能となると共に長手方向から右側ガイド部材1
3Rをクリーニング枠体13へ取り付ける際に右側ガイ
ド部材13Rのクリーニング枠体13への関係位置が正
確に定まる。
ニング枠体13へ取り付けるには、図33に示すように
感光体ドラム7を長手方向に交叉方向に移動し、ドラム
ギア7bをクリーニング枠体13内にあるようにしてカ
ップリング凸軸37を欠円部13h1を通過させて軸受
取付穴13hに挿入する。この状態で図11に示す左側
ガイド13aLと一体のドラム軸7aをクリーニング枠
体13の側端13kを貫通して、該ドラム軸7aを平歯
ギア7nに嵌合し、このガイド13aLのフランジ29
を挿通して小ねじ13dをクリーニング枠体13にねじ
込み、このガイド13aLをクリーニング枠体13に固
定して感光体ドラム7の一端側を支持する。
38の外周を軸受取付穴13hに嵌入すると共に軸受3
8の内周をカップリング凸軸37に嵌合し、クリーニン
グ枠体13の位置決めピン13h2を右側ガイド部材1
3Rのフランジ13aR1の穴に嵌め込み、該フランジ
13aR1を挿通して小ねじ13aR2をクリーニング
枠体13にねじ込み右側ガイド部材13Rをクリーニン
グ枠体13に固定する。
強固にクリーニング枠体13に固定される。感光体ドラ
ム7を長手方向に対して交叉方向からクリーニング枠体
13に取り付けるため、感光体ドラム7を長手方向にや
りくりする必要がなく、クリーニング枠体13の長手方
向の寸法を小さくできる。このため画像形成装置本体1
4も小さくできる。そして、左側の円筒形ガイド13a
Lは大きなフランジ29をクリーニング枠体13に当接
固定し、このフランジ29と一体のドラム軸7aをクリ
ーニング枠体13に密に嵌合していると共に右側の円筒
形ガイド13aRは感光体ドラム7を支持する軸受38
と同心で一体であり、この軸受38をクリーニング枠体
13の軸受取付穴13hに嵌合してあるため、感光体ド
ラム7は記録媒体2の搬送法方向に対して正確に直交す
るように配設できる。
積のフランジ29及びこのフランジ29に突設したドラ
ム軸7aが一体の金属製のため、ドラム軸7aの位置が
正確であり、耐摩耗性が向上する。そして円筒形ガイド
13aLはプロセスカートリッジBをくり返し画像形成
装置本体14に着脱しても損耗することがない。そし
て、電気接点関係でのべたように感光体ドラム7のアー
スを容易に取ることができる。右側の円筒形ガイド13
aLは軸受38よりも大径として、軸受38と円筒形ガ
イド13aRを円板部材13aR3で結合し、円筒形ガ
イド13aRはフランジ13aR1と結合してあるの
で、円筒形ガイド13aR、軸受38は互いに補強、補
剛される。そして、右側円筒形ガイド13aRは大径で
あるため、合成樹脂製でありながら、プロセスカートリ
ッジBの画像形成装置本体14へのくり返しの着脱に対
して耐久力がある。
体の軸受38のクリーニング枠体13への他の取付方法
を示す縦断面展開図である。なお、図は特に感光体ドラ
ム7の軸受38を要部として略図で表示してある。
部側の縁には周方向にリブ13h3を有し、このリブ1
3h3の外周は円筒の一部となっている。本例において
は、このリブ13h3の外周に右側円筒形ガイド13a
Rの円板部材13aR3を越えてフランジ13aR1に
到る部分の円周を密に嵌合してある。そして、軸受38
の軸受取付部13hと軸受38外周は遊嵌してある。こ
のようにした場合は、軸受取付部13hが欠円部13h
1で不連続のため、欠円部13h1が開こうとするのを
防止すると共に補強できる効果がある。
うにリブ13h3の外周に複数の拘束ボス13h4を設
けてもよい。
例えば外接円径はIT公差9級、枠体の取付穴13hの
内径部との同芯度0.01mm以内に管理されている。
ドラム軸受38のクリーニング枠体13への取付時には
クリーニング枠体13の取付穴13hと軸受38の外径
部が嵌合しつつ、この外径部と対向するドラム軸38の
内周面13aR5が前記クリーニング枠体13側の拘束
ボス13h4を拘束して嵌合されるため欠円部13h1
の開きによる軸受組立て時の芯ずれを防止することがで
きる。 (クリーニング枠体(ドラム枠体ともいう)と現像枠体
との結合構成)既に述べたように帯電ローラ8及びクリ
ーニング手段10を組み込んだクリーニング枠体13と
現像手段9を組み込んだ現像枠体12は結合される。こ
こで一般的にはこの結合部は電子写真感光体ドラム7を
組み込んだドラム枠体13と現像手段9を組み込んだ現
像枠体12との結合が少なくともプロセスカートリッジ
Bの態様として必要とされる。
の結合構成の要旨を図12、図13、図32を参照して
述べると以下のとおりである。なお、以下にのべる右
側、左側とは上側から記録媒体2を搬送方向に従って見
た場合を言うものである。
なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体体ド
ラム7と、前記電子写真感光体ドラム7に形成された潜
像を現像するための現像手段9と、前記現像手段9を支
持する現像枠体12と、前記電子写真感光体ドラム7を
支持するドラム枠体13と、前記トナー収納部を有する
トナー枠体11と、前記現像手段9の長手方向の一端側
と他端側であって、前記現像手段9よりも上方の前記現
像枠体12部分にその一端を取り付けられ、また、その
他端は前記ドラム枠体13と当接する圧縮コイルばね2
2aと、前記現像手段9の長手方向の一端側と他端側の
前記現像枠体12部分に前記現像手段9の長手方向と交
差する方向へ突出しで設けられた第一の突出部(右側の
アーム部19)と、第二の突出部(左側のアーム部1
9)と、前記第一の突出部に(右側のアーム部19)に
設けられた第一の開口(右側の穴20)と、前記第二の
突出部(左側のアーム部19)に設けられた第二の開口
(左側の穴20)と、前記ドラム枠体13の長手方向一
端側であって、前記電子写真感光体ドラム7よりも上方
の前記ドラム枠体13部分に設けられた、前記第一の突
出部(右側のアーム部19)と係合する第一の係合部
(右側の凹部21)と、前記ドラム枠体13の長手方向
の他端側であって、前記電子写真感光体ドラム7よりも
上方の前記ドラム枠体13部分に設けられた、前記第二
の突出部(左側のアーム部19)と係合する第二の係合
部(左側の凹部21)と、前記第一の係合部(右側の凹
部21)に設けられた第三の開口(右側の図12に示す
穴13e)と、前記第二の係合部(左側の凹部21)に
設けられた第四の開口(左側の図12に示す穴13e)
と、前記ドラム枠体13と現像枠体12とを結合するた
めに、前記第一の突出部(右側のアーム部19)と前記
第一の係合部(右側の凹部21)とを係合した状態で、
前記第一の開口(右側の穴20)と第三の開口(右側の
穴13e)とを貫通する第一の貫通部材(右側の図12
に示す結合部材22)と、前記ドラム枠体13と現像枠
体12とを結合するために、前記第二の突出部(右側の
アーム部19)と前記第二の係合部(左側の凹部21)
とを係合した状態で、前記第二の開口(左側の穴20)
と第四の開口(左側の穴13e)とを貫通する第二の貫
通部材(左側の図12に示す結合部材22)と、を有す
るプロセスカートリッジBである。
ラム枠体13の組立方法は次のとおりである。現像枠体
12とドラム枠体13の前記第一の突出部(右側のアー
ム部19)と前記第一の係合部(右側の凹部21)とを
係合する第一の係合工程と前記第二の突出部(左側のア
ーム部19)と前記第二の係合部(左側の凹部21)と
を係合する第二の係合工程と前記ドラム枠体13と現像
枠体12とを結合するために、前記第一の突出部(右側
のアーム部19)と前記第一の係合部(右側の凹部2
1)とを係合した状態で、前記第一の突出部(右側のア
ーム部19)に設けられた第一の開口(右側の穴20)
と、前記第一の係合部(右側の凹部21)に設けられた
第三の開口(右側の穴13e)とに第一の貫通部材(右
側の結合部材22)を貫通させる第一の貫通工程と、現
像枠体12と前記ドラム枠体13とを結合するために、
前記第二の突出部(左側のアーム部19)と前記第二の
係合部(左側の凹部21)とを係合した状態で、前記第
二の突出部(左側のアーム部19)に設けられた第二の
開口(左側の穴20)と、前記第二の係合部(左側の凹
部21)に設けられた第四の開口(左側の穴20)とに
第二の貫通部材(左側の結合部材22)を貫通させる第
二の貫通工程と、で現像枠体12とドラム枠体13は一
体のカートリッジ化されたプロセスカートリッジBとな
る。
3を互いに係合し、これら両者に結合部材22を貫通さ
せるだけで組立てられ、又、分解も、結合部材22を抜
いて現像枠体13とドラム枠体13を引き離すだけであ
り、組立分解がきわめて容易に行われ得るものである。
cを備えており、前記第一の突出部と第一の係合部とを
係合する第一の係合工程と、前記第二の突出部と前記第
二の係合部とを係合する第二の係合工程は、同時的に行
われ、(1)電子写真感光体体ドラム7と現像ローラ9
Cとほぼ平行にし、(2)電子写真感光体ドラム7の周
囲に沿って現像ローラ9cを移動し、(3)現像ローラ
9Cの移動に伴って現像枠体12が回動し、(4)現像
枠体12の回動によって前記第一、第二の突出部(両側
のアーム部19)が夫々前記第一、第二の係合部(両側
の凹部21)に進入し、(5)前記第一、第二の突出部
(両側のアーム部19)が前記第一、第二の係合部(両
側の凹部21)と夫々係合する。ようにすると、感光体
ドラム7の両端周面にスべーサコロ9iが接した状態で
現像ローラ9Cを感光体ドラム7を中心に回動して、ア
ーム部19を凹部21へ接近できるため、アーム部19
と凹部21が係合する個所が一定し、従って又、前記現
像枠体12のアーム部19に設けた穴20とドラム枠体
13の凹部21の両側に設けた穴13eを合せることを
容易にするようにアーム部19と凹部21の形状を定め
ることができる。
11と現像枠体12を結合した現像ユニットDと、クリ
ーニング枠体13と帯電ローラ8を組み込んだクリーニ
ングユニットCを結合する態様が一般的である。
を係合した際には第一、第二の突出部の開口(穴20)
と第一、第二の係合部の開口(穴13e)は貫通部材
(係合部材22)を貫通できるようにほぼ一致するよう
にしてある。
19aは穴20を中心とする円弧形をしており、凹部2
1の底21aは穴13eを中心とする円弧形をしてい
る。アーム部19先端19aの円弧の半径は、凹部21
の底の円弧部21aの半径よりもわずかに小さい。この
わずかに小さい程度は、凹部21の底21aにアーム部
19の先端19aを突き当てた際に、結合部材22をド
ラム枠体(クリーニング枠体)13の穴13eを挿通し
てアーム部19の穴20に端部が面取りされた結合部材
22が容易に挿入できる程度であり、結合部材22が挿
入されると、アーム部19の先端19aと凹部21の底
21a間には円弧形に隙間gができ、アーム部19は結
合部材22により回動自在に支持されるものである。な
お、説明のため、この隙間8は誇張して示してあるが、
隙間gは結合部材22の端部又は穴20の面取り寸法よ
りも小さいものである。
枠体13とはアーム部19の穴20が軌跡RL1又はR
L2もしくは軌跡RL1,RL2の間の軌跡等の何れか
を画いて組立てが行われる。この際、凹部21の上壁の
内面2Oaは圧縮コイルばね22aが次第に連続して圧
縮されるように、連続して傾斜させてある。即ち、組立
時に圧縮コイルばね22aの現像枠体12への取付部と
対向する上述の凹部21の上壁の内面20aとの距離は
次第に小さくなるように形状を定めてある。本例では組
立途上で圧縮コイルばね22aの上側の座巻部は上記内
面20aの傾斜部20a1に接し、現像枠体12とドラ
ム枠体13が結合した組立完了状態では圧縮コイルばね
22aは傾斜部20a1に続くばね座部20a2に接す
る。この圧縮コイルばね22aとばね座部20a2とは
直角に交叉している。
2とドラム枠体13を組立てる際に、圧縮コイルばね2
2aを特に別途圧縮して挿入する必要がなく、簡単に組
立てられ自動的にスペーサコロ9iと感光体ドラム7が
圧接する。
を中心とする円弧であり、軌跡RL2は傾斜部20a1
との距離が図の右方から左方に行くに従って次第に小さ
くなるおおよその直線である。
22aは現像枠体12に保持されている。図31は現像
枠体12のアーム部19の根本付近のプロセスカートリ
ッジBの装着方向Xに従う縦断面図である。現像枠体1
2上には上方へ向ってばね保持部12tが設けてある。
このばね保持部12tは根本側に少くとも圧縮コイルば
ね22aの座巻部内周が圧入される円筒形のばね固定部
12kと、この固定部12kより縮径し圧縮コイルばね
22a中を途中まで挿通するガイド部12nを備えてい
る。上記ばね固定部12kの高さは最小限圧縮コイルば
ね22aの座巻部の1巻以上必要であるが、これ以上2
巻位が望ましい。
13sと外壁13sの内部側に間をおいて仕切り壁13
tを設けてこの間を凹部21としている。
矩はドラムギア7bを備え配設した側と同じ側の右側の
凹部21を構成する外壁13sと仕切壁13tの対向壁
面は各々長手方向に対して直交しており、この対向壁面
間に現像枠体12の現像ローラギア9kの配設してある
側と同じ側の右側のアーム部19が密に嵌入するように
なっている。一方、平歯ギア7nの配設してある側と同
じ側の左側のクリーニング枠体13の凹部21とこの凹
部21に挿入される現像枠体12のアーム部19は長手
方向に関し遊嵌するようになっている。
13の長手方向の位置合せが正確に行われる。なんとな
れば、長手方向の一端側の凹部21の対向壁面間の寸法
は出し易く、又、アーム部19の幅も寸法が出し易いか
らである。そして現像枠体13とクリーニング枠体12
の温度上昇によって熱変形による長手方向の寸法差が生
じても、寸法の短かい凹部21の対向壁間とアーム部1
9のこの対向壁間に嵌入する部分は共に寸法が小さいた
め、熱変形差は極めて小さいからであり、仮に現像枠体
12とクリーニング枠体13の熱変形による長手方向全
長の寸法変化に差があったとしても、平歯ギア7n側の
凹部21とこの凹部21に嵌入するアーム部19は長手
方向に関し遊嵌しているので熱応力による変形により、
現像枠体12とクリーニング枠体13間に応力を生じな
い。
これに着脱自在なプロセスカートリッジとの間の駆動伝
達手段の実施の形態について詳細に説明したが、次にプ
ロセスカートリッジのトナーもれ防止手段の実施の形態
について図面にしたがって詳細に説明する。
設けられた現像ローラ9cは、図40、図41及び図4
2に示すように、その内部に磁石ローラ9gを有し、現
像枠体12にスリーブ軸受(図示せず)を介して回転可
能に取り付けられている。そして、現像枠体12から供
給されるトナーは、磁石ローラ9gの磁力により現像ロ
ーラ9cの表面に付着し、現像ブレード9d(図3参
照)により層厚が一定に規制された後、現像ローラ9c
の回動に伴って感光ドラム7上の潜像と対向する位置に
搬送され、該潜像に付着して現像を行うようになってい
る。
ローラ9cの外周面と所定の間隙gを隔てて磁気シール
部材201が設けられている。なお、この磁気シール部
材201は、現像枠体12に取り付けられている。
に示すように現像ローラ9cの長手方向となる磁石20
2の幅方向側面に、磁性板(磁性部材)203を接合さ
せたものである。なお、この磁石202はNd−Fe−
Bの磁性粉末を含有するナイロンバインダを備えた幅3
mmの射出成形品であり、磁性板203は厚さ1mmの鉄材
である。そして、これら磁石202と磁性板203と
は、射出成形のインサート成形によって接合形成されて
いる。ただし、接着剤両面テープ、磁力のみによる吸着
接合でも後述の効果は同様に得られる。
像ローラ9cとの間隙gは、0.1〜0.7mmあり、そ
のときの磁気シール部材201の磁力による現像ローラ
9cの表面の磁束密度は約1000〜2000ガウス
(Gs)である。また、磁気シール部材201内の磁石
202と磁性板203との位置関係は、現像ローラ9c
の中央部(点線で示す部分)に対応するように形成され
ている現像枠体12の開口部12p(図19参照)側に
磁石202が、また開口部12pより外側である現像ロ
ーラ9cの長手方向の両端側に磁性板203が配置され
ている。
12の開口部12p側に、磁性板203を開口部12p
より外側に配置することにより、磁気シール部材201
の磁力線204は、図42(a)のA部分を拡大した図
42(b)に示すように、磁石202と磁性板203と
の間に形成されると共に、透磁率の高い磁性板203に
入っていくようになる。ここで、このように磁気シール
部材201の磁力線204が磁性板203に入って行く
ようになると、例えば図43、図44に示す従来例のよ
うに磁気シール部材200の幅の外側まで磁力線204
が広がることはなくなる。即ち、磁気シール部材200
の幅の外側まで広がる磁力線204が発生しなくなる。
図44において、TNは磁気シール部材200に付着し
たトナーである。
の磁力線204に沿って広がるトナーは、磁性板203
側(開口部12pの外側)では磁性板203から外側に
存在しなくなるため、現像ローラ9cの回転によってト
ナーがスペーサコロ205に接触するということがなく
なる。これにより、スペーサコロ205を磁気シール部
材201の側面まで近接させることが可能になり、プロ
セスカートリッジの小型化と同時に画像形成装置本体の
小型化が可能になる。
磁性板203より現像枠体12の開口部12pよりも外
側に広がらないので、磁気シール部材201の表面の磁
力の強い範囲で確実にトナーを保持することが可能とな
り、ユーザによってプロセスカートリッジを画像形成装
置本体へ着脱する際の衝撃などを加えられてもトナーが
漏れることのない良好なシール性が得られる。
石202の側面に配置し、磁力線204を磁性板203
に入り込ませることにより、発散していく磁力線を磁性
板に集中させることができるので磁石表面の磁束密度を
高くすることができる。これにより、磁力が大きくな
り、シール性のさらなる向上が図れる。また、シール性
に余裕がある場合は磁力の小さい安価の磁石202を用
いることが可能なので、コストダウンが行なえる。
態を図45及び図46に基づいて説明する。なお、同図
において、図41及び図42と同一部分には、同一符号
を付して重複説明を省略し、本実施の形態の特徴である
磁気シールの構成についてのみ説明する。
01を構成する磁石202と磁性板203との位置関係
は、図45に示すように現像枠体12の開口部12p側
に磁性板203が、開口部12pより外側に磁石202
がそれぞれ配置されるようになっている。また、磁気シ
ール部材201は、装置の小型化を図るため開口部12
pに隣接配置されている。
12の開口部12pより外側、磁性板203を開口部1
2p側に配置することによって磁気シール部材201の
磁力線204は、図46の(a)及び(b)に示すよう
に、磁石202と磁性板203との間に形成され、透磁
率の高い磁性板203に入っていくようになる。ここ
で、このように磁気シール部材201の磁力線204が
磁性板203に入って行くようになると、既述した図4
3、図44に示す従来例と異なり、磁気シール部材20
1の幅の外側まで広がる磁力線204が発生しなくな
る。
磁力線204に沿って広がるトナーは、磁性板203
側、つまり開口部12pの内壁面まで広がることはな
い。すなわち、現像枠体12内のトナーが現像ローラ9
cの周面を伝わって磁気シール部材201の磁力線に沿
うように現像ローラ9cの軸線方向に拡がることがなく
なり、磁力でトナーが現像枠体12の開口部12pの内
壁に堆積することがなくなる。
の開口部12pの内壁に堆積することがなくなるように
することにより、トナー画像の端部へのトナーの供給不
良による濃度低下を防止できる。これにより、濃度の低
下防止策として磁気シール部材201を開口部12pか
ら遠ざけたり、開口部12pの幅を画像領域より拡大す
る必要がなくなり、装置の長手寸法が拡大するという問
題を解決することができる。
の両端に対応して磁性板203が配置されていることか
ら、図47のD−D線を断面した磁石ローラ9gと磁性
板203との対応位置における磁力線204は、図48
に示すようになり、また図47のE−E線を切断した磁
力線204は、図49に示すようになる。
は、磁石ローラ9gと磁性板203との間に磁気ブラ
シ、磁気シール部材201の磁石による磁気ブラシとい
う2重の磁気ブラシが形成されることになり、シール性
の向上が図れる。
配置することで磁石202からの磁力線204は磁性板
203に入っていくので、磁力線204が磁性板203
に集中することになる。したがって、磁石202の表面
の磁束密度が高くなり、磁力が大きくなるために、シー
ル性のさらなる向上が図れる。
ー漏れ防止手段の実施形態について詳細に説明したが、
このように磁気シール部材201を現像ローラ9cの外
周面と所定の間隙gを隔てて設けることにより、現像ロ
ーラ9cの外周への摩擦力による負荷をほとんど零とす
ることができる。なお、従来のプロセスカートリッジ
は、現像ローラを、例えばフェルト材等でできたトナー
シール部材に圧接してトナーの漏れを防ぐ構成のもので
あるので、この摩擦による負荷がドラムギヤに作用する
ためドラムギアの負荷が大きくなっていた。
4とプロセスカートリッジBとの間の駆動伝達手段にお
いては、図11及び図38に示すように感光体ドラム7
のドラムフランジ36と固着一体のカップリング凸軸3
7と本体装置14側の凹軸39bとが直接係合して本体
装置14よりプロセスカートリッジBに駆動力が伝達さ
れる構成となっていることから、ドラムギア7bには感
光ドラム7の回動負荷が作用しないため、ドラムギア7
bの負荷が大幅に軽減されるようになっている。
により、本発明のプロセスカートリッジBにおいては、
感光体ドラム7のドラムギア7bに作用する負荷は従来
に比べ、大幅に軽減される。従って、歯車の強度計算に
一般的に使用するルイスの次式より、 F=δ・B・π・M・y/10 なお、F:負荷接線力、 B:歯車歯数、 y:歯型係
数、δ:許容応力、 M:歯車のモジュール δ、B、yを一定とした場合、Fが大幅に軽減すること
によりドラムギア7bのモジュールを小さく設計でき、
これによりこれと噛み合う現像ローラの駆動受け部材で
ある現像ローラギア及びこれと連結するギアトレインの
モジュールを従来の0.7〜1.0から、例えば0.4
〜0.6の範囲に低減することができる。
変動はより小さく、又回転は滑らかとなり(真の等速回
転運動により近づく)、感光ドラム7と現像ローラ9c
は高い回転精度が得られ、これにより大幅に画質向上を
達成し得る構成になっている。
カートリッジBは単色画像を形成する場合を例示した
が、本発明に係るプロセスカートリッジは現像手段を複
数設け、複数色の画像(例えば2色画像、3色画像ある
いはフルカラー等)を形成するカートリッジにも好適に
適用することができる。
体ドラム7に限定されることなく、例えば次のものが含
まれる。先ず感光体としては光導電体が用いられ、光導
電体としては例えばアモルファスシリコン、アモルファ
スセレン、酸化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体(O
PC)等が含まれる。また前記感光体を搭載する形状と
しては、例えばドラム状またはベルト状のものが用いら
れており、例えばドラムタイプの感光体にあっては、ア
ルミ合金等のシリンダ上に光導電体を蒸着或いは塗工等
を行ったものである。
ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像
法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可
能である。
態では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として従
来から用いられているタングステンワイヤーの三方周囲
にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングステンワ
イヤーに高電圧を印加することによって生じた正または
負のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラム
の表面を一様に帯電する構成を用いても良いことは当然
である。
以外にも、ブレード(帯電ブレード)、バッド型、ブロ
ック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。
ーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気
ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。
動伝達の回転精度を向上させることができたため、電子
写真感光体ドラムの回転精度を向上させることができ
た。
真感光体ドラムへ確実に駆動力の伝達を行うことができ
た。
際(画像形成時)には、装置本体に設けられたカップリ
ングの回転中心と、電子写真感光体ドラムに設けられた
カップリングの回転中心とを略一致させることができ
た。
の負荷を大幅に軽減することができ、これにより感光ド
ラムギア及びこれにより駆動されるプロセスカートリッ
ジ内の現像ローラギア、更には、現像剤(トナー)撹拌
ギアのモジュールをプラスチック製のプロセスカートリ
ッジのギアとしては極限に近いモジュールで設計可能と
なり、これにより感光ドラムと現像ローラの回転精度を
大幅に向上でき、そして電子写真画像形成装置の出力画
像の画質を大幅向上させるという大きい効果を提供でき
る。
スカートリッジの縦断面図。
外観斜視図。
外観斜視図。
の外観斜視図。
トリッジの装着部の外観斜視図。
部の外観斜視図。
びその駆動装置の縦断面図。
ニットの斜視図。
斜視図。
斜視図。
及びトナー枠体の側面図。
て見る側面図。
箱の斜視図。
図。
図。
図。
支持装置を示す縦断面図。
す略縦断面図。
ロセスカートリッジに設けられたカップリングの斜視
図。
ロセスカートリッジに設けられたカップリングの斜視
図。
構成を表す断面図。
のカップリング凹軸周りの構成を表す正面図。
のカップリング凹軸周りの構成を表す正面図。
時の電気接点関係を示す縦断面図。
の取付部を示す側面図。
像枠体の結合部を示す縦断面図。
付部を示す斜視図。
示す縦断面図。
図。
開断面図。
ストの関係を示す展開図。
態の斜視図。
図。
磁気シールを示す斜視図。
(a)のA部分を拡大して示す断面図。
を示す図。
及び磁気シールを示す斜視図。
(a)のY部分を拡大して示す断面図。
置) B プロセスカートリッジ C クリーニングユニット D 現像ユニット DG 現像部駆動伝達ユニット G 現像ローラユニット GT 歯車列 g 隙間
Claims (21)
- 【請求項1】 電子写真画像形成装置の本体に着脱可能
なプロセスカートリッジにおいて、 電子写真感光体と、 プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際、
前記装置本体から前記電子写真感光体を回転させるため
の駆動力を受けるために、前記装置本体に設けられた本
体カップリング部材と嵌合する、電子写真感光体の軸線
と同軸線上に設けられたカートリッジカップリング部材
と、 前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するため
に、前記電子写真感光体へトナーを供給するための現像
ローラと、 前記電子写真感光体の駆動力を前記現像ローラへ伝達す
るために、前記電子写真感光体の長手方向の一端に配置
された駆動力伝達部材と、 前記電子写真感光体から前記現像ローラを回転させるた
めの駆動力を受けるために、前記駆動力伝達部材と係合
して設けられた、前記現像ローラの長手方向の一端に配
置された駆動力受け部材と、 前記現像ローラの長手方向から前記トナーが漏れるのを
防止するために、前記現像ローラと間隙を空けて設けら
れた磁気シール部材と、 を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 【請求項2】 前記カップリング部材は断面が多角形の
穴を有する凹部材であり、また前記カートリッジカップ
リング部材は前記穴と嵌合する多角柱の突起であること
を特徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。 - 【請求項3】 前記装置本体には、モータと、前記モー
タからの駆動力を受けるための装置本体ギヤとが設けら
れており、前記カップリング部材の穴は前記装置本体ギ
ヤの中央部に設けられていることを特徴とする請求項
1、請求項2に記載のプロセスカートリッジ。 - 【請求項4】 前記カップリング部材の穴は、断面が多
角形のねじれた穴であり、また前記多角柱の突起はねじ
れた多角柱の突起であることを特徴とする請求項2、請
求項3に記載のプロセスカートリッジ。 - 【請求項5】 前記カップリング部材の穴は断面が略三
角形であり、また前記多角柱の突起は略三角柱であるこ
とを特徴とする請求項2、請求項3に記載のプロセスカ
ートリッジ。 - 【請求項6】 前記カップリング部材の穴は断面が略三
角形のねじれた穴であり、また前記多角柱の突起はねじ
れた略三角柱であることを特徴とする請求項2、請求項
3、請求項4に記載のプロセスカートリッジ。 - 【請求項7】 前記カップリング部材の穴は断面が略三
角形のねじれた穴であり、また前記多角柱の突起はねじ
れていない略三角柱であることを特徴とする請求項2、
請求項3に記載のプロセスカートリッジ。 - 【請求項8】 前記本体カップリング部材はねじれた穴
を有しており、また前記カートリッジカップリング部材
は略三角板であることを特徴とする請求項1に記載のプ
ロセスカートリッジ。 - 【請求項9】 前記駆動力伝達部材と駆動力受け部と
は、はす歯ギヤであり、前記はす歯ギヤのモジュールは
0.4〜0.6であることを特徴とする請求項1、請求
項5、請求項6に記載のプロセスカートリッジ。 - 【請求項10】 前記トナーは磁性トナーであり、前記
磁気シール部材を前記現像ローラの長手方向の一端側と
他端側とに配置することにより、前記磁性トナーがプロ
セスカートリッジの外部に漏れ出るのを防止することを
特徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。 - 【請求項11】 前記磁気シール部材は、一部に円筒形
状を持つ形状であることを特徴とする請求項1、請求項
10に記載のプロセスカートリッジ。 - 【請求項12】 前記磁気シール部材の磁力は、約10
00〜2000ガウスであることを特徴とする請求項1
1に記載のプロセスカートリッジ。 - 【請求項13】 前記トナーは非磁性トナーであり、前
記磁気シール部材は、前記現像ローラとの間に磁性粉の
帯び(カーテン)を形成することにより、前記非磁性ト
ナーがプロセスカートリッジの外部に漏れ出るのを防止
することを特徴とする請求項1に記載のプロセスカート
リッジ。 - 【請求項14】 更に、前記電子写真感光体ドラムを帯
電するための帯電部材を有することを特徴とする請求項
1に記載のプロセスカートリッジ。 - 【請求項15】 更に、前記電子写真感光体ドラムに残
留するトナーを除去するためのクリーニング部材を有す
ることを特徴とする請求項1〜14に記載のプロセスカ
ートリッジ。 - 【請求項16】 装置本体にプロセスカートリッジを着
脱可能であって、記録媒体に画像を形成するための電子
写真画像形成装置において、 モータと、 前記モータからの駆動力を受けて回転する本体カップリ
ング部材と、 電子写真感光体と、プロセスカートリッジが前記装置本
体に装着された際、前記装置本体から前記電子写真感光
体ドラムを回転させるための駆動力を受けるために、前
記装置本体に設けられた前記本体カップリング部材と嵌
合する、電子写真感光体の軸線と同軸線上に設けられた
カートリッジカップリング部材と、前記電子写真感光体
に形成された潜像を現像するために、前記電子写真感光
体へトナーを供給するための現像ローラと、前記電子写
真感光体の駆動力を前記現像ローラへ伝達するために、
前記電子写真感光体の長手方向の一端に配置された駆動
力伝達部材と、前記電子写真感光体から前記現像ローラ
を回転させるための駆動力を受けるために、前記駆動力
伝達部材と係合して設けられた、前記現像ローラの長手
方向の一端に配置された駆動力受け部材と、前記現像ロ
ーラの長手方向から前記トナーが漏れるのを防止するた
めに、前記現像ローラと間隙を空けて設けられた磁気シ
ール部材と、を有するプロセスカートリッジを取りはず
し可能に装着するための装着手段と、 前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、 を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。 - 【請求項17】 前記カップリング部材は断面が多角形
の穴を有する凹部材であり、また前記カートリッジカッ
プリング部材は前記穴と嵌合する多角柱の突起であるこ
とを特徴とする請求項16に記載の電子写真画像形成装
置。 - 【請求項18】 前記装置本体には、前記モータからの
駆動力を受けるための装置本体ギヤが設けられており、
前記カップリング部材の穴は前記装置本体ギヤの中央部
に設けられていることを特徴とする請求項16、請求項
17に記載の電子写真画像形成装置。 - 【請求項19】 前記カップリング部材の穴は断面が多
角形のねじれた穴であり、また前記多角柱の突起はねじ
れた多角柱の突起であることを特徴とする請求項17、
請求項18に記載の電子写真画像形成装置。 - 【請求項20】 前記カップリング部材の穴は断面が略
三角形であり、また前記多角柱の突起は略三角柱である
ことを特徴とする請求項17、請求項18に記載の電子
写真画像形成装置。 - 【請求項21】 前記カップリング部材の穴は断面が略
三角形のねじれた穴であり、また前記多角柱の突起はね
じれた略三角柱であることを特徴とする請求項17、請
求項18に記載の電子写真画像形成装置。
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